Аналіз способів зварювання інструментів які впроваджуються в інструментальне виробництво

08_Statya_01Зварювання ріжучого інструменту дозволяє створювати високоекономічні збірні нероз’ємні конструкції, ріжуча частина яких виконана з інструментальних легованих або швидкорізальних сталей, а корпус з конструкційних вуглецевих або легованих.

При виготовленні ріжучого інструменту найбільш широко застосовують зварювання контактне стикове, тертям і дифузійне, причому останнє застосовується для з’єднання головним чином різнорідних матеріалів (наприклад, металоподібних матеріал — метал, неметал — метал), коли інший вид зварювання застосувати технологічно складно. Технологію отримання нерознімних зварних конструкцій визначають хімічна, струкно-фазова і механічна неоднорідність з’єднуемих матеріалів і відмінність їх теплофізичних властивостей.

Способи зварювання в інструментальному виробництві:

  • Стикове зварювання оплавленням. Нагрівання торців стрижнів здійснюється переважно за рахунок тепла, що виділяється в місці контакту при проходженні зварювального струму. Процес зварювання складається з трьох стадій: підігріву, оплавлення і осідання.Підігрів здійснюється імпульсами струму при зворотно-поступальному русі однієї із заготовок.
  • Зварювання тертям здійснюється шляхом попереднього нагрівання зварюваних торців заготовок за рахунок сил тертя та подальшої ковки.

Відомо кілька схем прикладання тиску, які забезпечують якісне зварне з’єднання.

Найбільш широко використовується схема з двоступінчатою зміною тиску.

  • Рельєфне зварювання дозволяє з’єднувати заготовки малої висоти. На зварювану поверхню наносять рельєфи.Поверхні розташовують так, щоб рельєфи були взаємноперпендикулярними. Заготовки стискують та пропускають струм.
  • Зварювання по площинам застосовують для економії якісних інструментальних сталей, коли доцільно використовувати двошаровий інструмент.

Приварювання окремих ріжучих пластинок до тіла державки може проводитися різними способами: 1) газовим зварюванням, 2) зварюванням куванням і 3) електричним зварюванням.

Нерівномірність нагрівання при газовому зварюванні не забезпечує хорошого кріплення, особливо при великих пластинках, і призводить до значного браку. При цьому способі зварювання можлива зміна складу сталі пластини. Тому газове зварювання рекомендувати не можна.

Вибір способу зварювання. При виборі способу необхідно знати зварюваність швидкорізальних сталей зі сталлю 45 (40Х). Зварюємість можна характеризувати як властивість сталей утворювати міцне з’єднання, що відповідає вимогам експлуатації рожучого інструменту. Для кожного виду ріжучого інструменту якість зварного з’єднання має визначатися технічними вимогами до міцності інструменту, виходячи з області його застосування.

Рисунок 1 – Види дефектів при стиковому зварюванні оплавленням: 1- пора (а,б); 2 – окислена поверхня (в)

Рисунок 1 – Види дефектів при стиковому зварюванні оплавленням:
1- пора (а,б); 2 – окислена поверхня (в)

Основні вимоги до заготовок для будь-якого виду зварювання: чиста поверхня; заготовки повинні бути очищені від окалини та іржі; не допускаються задирки.

Термообробка заготовок після зварювання. При охолодженні заготовок після зварювання швидкоріжуча сталь отримує структуру мартенситу і залишкового аустеніту, а вуглецева сталь — структуру перліту, тому в місці з’єднання сталей з різною структурою виникають залишкові напруги. Для їх усунення необхідний тепловий режим, який перешкоджав би утворенню мартенситу в біляшовній зоні. Таким режимом може бути охолодження заготовок після зварювання в печі з температурою 400‑650°С (вище точки початку мартенситного перетворення).

Дефекти при зварюванні. Основними внутрішніми дефектами при контактній зварці оплавленням заготовок різального інструменту є несуцільності і дефекти структури зварного шва.

До несплошностей у зварному з’єднанні відносяться пори, окислення контактна поверхня (рис. 1) швидкорізальної сталі, тріщини.

Пори, звичайно діаметром до 3 мм, з блискучими, гладкими стінками розташовуються в зварному з’єднанні без будь-якої закономірності і являють собою поглиблення на контактній поверхні заготовок, не заповнені металом при осаді. Вони виникають при руйнуванні рідких перемичок метална при процесі оплавлення. Пори, що вийшли на поверхню заготовки або механічно обробленого інструменту, називають свищями. Свищі є концентраторами напружень при пагруженіі інструменту і знижують міцність з’єднання на 30‑50 %.

Контроль якості зварних з’єднань здійснюється в наступній послідовності: попередній контроль, контроль якості з’єднань після відпалу і видалення грата. Попередній контроль включає контроль конструкторської, технологічної та іншої супровідної документації; підготовку під зварювання; підготовку інструменту і пристосувань до зварювання; налаштування машини на режим зварювання; підготовку збірника або печі для відпалу заготовки після зварювання.

Каленик О.М.


Комментарии (0)





Партнеры нашего журнала