Способ контактной сварки твердосплавных элементов со стальными

 

СПОСОБ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ТВБРДОСПЛАВШЛХ ЭЛЕМЕНТОВ СО СТАЛЬНЬВШ , при котором располагают элементы друг на друге, прикладывгиот к ним давление и пропускают ток, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества соединения вольфрамсодержащих твердых сплавов с конструкционными углеродистыми сталями, вначале к элементгм прикладывают давление 5-6 ;)Ша, после включения сварочного тока давление понижают до 0,8-1,2.МПа, а затем повышают давление до 7-8 НПа, сварочный ток отключают и выдерхчивают сваривасмие элементы при этом давлении в течение 0,2-0,5 с. PI 6 О il

..$0„„55 05 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

UNIIC»

РЕСПУБЛИН

3(59

11 06

ГОСУ,4АРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О (НРЫТИЙ с.Ф „>. г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1 ":-."-:-,:;,"""::-,„,! н свтотснсвт свнсствнвствт н с °

° ° (21) 3404526/25-27 (22) 02.02.82 (46) 23.21.83. Бюл. 9 43 (72) В.A.Âîáðîâñêèé, К.О.Каленчъяи, В.М.Чергештов и Д.H.IIIàøêîâ (7l) Московский ордена Трудового

Красного Знамени автомобилъно-дорожный институт (53) 621 791.76 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

9 112466, кл. В 23 К 31/04, 1957.

2. Авторское свндетелъство СССР

9 637125, кл. В 23 К 31/04, 1978 (прототип) . ,(54)(57)

ТВЕРДОСПЛАВНЬИ ЭЛЕИВНТОВ С0 СТАЛЬ»

НЫ4И, при котором располагают элементы друг на друге, прикладывают к ннм давление и пропускают ток, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целъю повышения производителъности и ка" чества соединения волъфрамсадержащих твердых сплавов с конструкционнъэли углеродистыми сталями, вначале к элементам прикладывают давление

5-6,ИПа, после включения сварочного тока давление понижают до 0,8-1,2 MIa, а затем повышают давление до 7-8 ИСа, сварочный ток отключают и выдерживают. сварнваеьые элементы при этом давлении в течение

0 2-0,5 с.

1055605

Изобретение относится к сварке, а именно к способам контактной сварки твердосплавных элементов со стальными, может употребляться при креплении режущих твврГосплавных элементов к металлическим державкам и найти при-5 менение в инструментальной промышленности для производства составного твердосплавного инструмента, Известны способы соединения твердосплавной пластины со стальной дер- 10 жавкой путем наложения пластины на державку, нагрева их, прижатия друг к другу и определенной выдержке в таком состоянии (1J.

Недостатком данного способа является его высокая трудоемкость и образование трещин в твердом сплаве в процессе соединения.

Наиболее близкиМ техническим решением к изобретению является апособ контактной сварки твердоснлавных элементов со стальными, при котором располагают элементы друг на друге, прикладывают к.ним давление и пропускают ток (2J.

Недостатком известного способа является возникновение больших внутренних напряжений s твердом сплаве и, несмотря на применение отпуска после контактной сварки, появление в нем трещин. К таму же из-за предва-ЗО ритвльного нагрева сэариваемых деталей и послвдующего их отпуска в стальной державке, изготовляемой, как правило, из сталей 45 или 40 Х, .,под твердосплавной пластиной сталь 35 оказывается в состоянии отпуска.

Этот способ соединения является так" жв.трудоемким, дорогостоящим и нв позволяет автоматизировать процеса в условиях крупносерийного и массо- 4{) ваго производства. составного твердосплавного инструмента. Это обусловлено тем, что помимо контактной сварочной машины, которая служит для соединения деталей, требуется допол- 45 нительное технологическое оборудование — индуктор ТВЧ, в котором осу" щвствляют предварительный разогрев пластины с державкой до температуры начала пластической деФормации двржавки (700-800 C), и печь, в ко" корой производят отпуск so избежание образования трещин в пластинах твердого спжва.

Целью изобретения является повышение производительности и качества соединения элементов вольФрамаодер жащих твердых сплавов с конструкци- онными углеродистыми сталями.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контактной свар- е{) ки твердосплавных элементов со сталь-. ными, при котором располагают элвмен-.) ты друг на друге, прикладывают к ним давление и пропускают ток, вначале к элементам прикладывают давление 65 а

5"6 МПа, после включения сварочного тока давление понижают до 0,8-1,2 МПа, а затем повышают давление до

7-8 МПа, сварочный ток отключают и выдерживают свариваемые элементы при этом давлении в течение 0,2-0,5 с.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут твердосплавную пластину, накладывают на стальную держазку и помещают между электродами контактно-сварочной машины. Затем прижимают их друг к другу и включают сварочный ток, Переменное давление между свариваемыми деталями обеспечивается электродами при помощи задающих устройств контактно-сварочной машины, Продолжительность протекания сварочного тока 0,2-0,3 с, плотность тока

360 410 A/ìì.

На чертеже представлена циылограмма сварочного процесса твердого сплава и стальной державки " зависимость сварочного давления Р и плотности тока j от времени аварки (<< 4 р 4,

0-4 < твврдоаплавную пластину прижимают к державкв, cowasas между ними давление Р, равное 5"6 ИПа, нвобходимов для нормального протекания сварочного тока. На участке 4 -1 при давлении Р„включают аварочнйй ток.

Ток на этом участке разогревает приконтактную зону двржавки до 800"900 С, при которой под давлением Р1 происходит пластическая деФормация приконтактного слоя двржавки. При этом анимаютая микронеровноати на контактной поверхности державки и ток в зоне аварки начинает проходить по всему сечению.. В результате этого пвреходное элвктросопротивлвние приближается к нулю. На участке t2-t из-за значительного температурного градиента в твердом сплаве (в .направле-, нии, перпендикулярном к плоскости. сварки} последний находится в .сложном напряженном состоянии при кото" ром внешнее сварочное давление увеличивает опасныв растягивающив напряжения и приводит к трещинообразованию в твердом сплаве, Поэтому на атом участке давление уменьшают до минимального значения(0,8-:1,2)МПа, при котором еще обеспечивается надежный электрический контакт между сваривавмыми деталями, Нагрев твердого сплава в течение этого периода времени происходит за счет собственнного омического электросопротивления. На участке 4>-1, при давлении Р твердый сплав прогревается по всему объему и за это время температурный градиент в нем становится минимальным. На участке t4 -tg давление пос1055605

Составитель Л. Назарова

Редактор Н. Пушненкова Техред О, Неце Корректор С. Черни

Заказ 9205/13 Тираж 1106 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 тепенно увеличивают до оптимальной величины ковочного давления Р> 7-8 МПа с последующей выдер;.кой при этом давлении после выключения сварочного тока 0,2-0,5 с, При этом давлении завершается процесс соединения твер- 5 дого сплава и стальной державки.

Использование предлагаемого режи,ма контактной сварки вольфрамсодержащих твердых сплавов с конструхционными углеродистыми талями дозволя- 10 ет обеспечить качественную сварку этих материалов, исключить образова ние в твердом сплаве растягивающих напряжении и возникновение трещин.

При начальном давлении Р1, меньшем 5 МПа, сварка не происходит и имеет место интенсивный выплеск приконтактного слоя стальной детали.

При начальном давлении P 7 МПа про"

1 исходит разрушение (раздавливание) 0 твердосплавной пластины. При снижении первоначального давления Р„ до давления Р (0,5-0,7) МПа наблюдается вытекание жидкого слоя стали и образование электрической дуги на боковых поверхностях свариваемых элементов, что приводит к их выгоранию.

Нри снижении первоначально"о давления Р до Р =1,35-2,2 МПа сварка про1 исходит в тЪердой фазе, вследствие чего прочность шва на сдвиг пояучавтая недопустимо малой (не более

50 МПа). При повышении конечного давленая Р до 5-б ИПа наблюдается иенровар. 6ри повышении конечного давления Р до 9-12 ИПа наблюдается 35 трещинообраэование в твердосплавной пластине вблизи околошовной зоны и деформация карбидов вольфрама на поверхности сплавления.

Пример. Способ опробован при соединении твердосплавных пластин марок BKS и TSK10 с державкой проходных резцов из стали 45. Твердосплавную пластину накладывают на державку 45 и помещают межцу злектродамн контактно-сварочной машины. Сварку ведут током плотностью 370 A/Mì а течение

0,3 с при переменном давлении. При этом Р 5 МПау Р>=1МПа и Р 7,5 МПа.

При этом прочность сварного соединения на срез. составляет в среднем

330 МПа, а остаточные напряжения на.поверхности твердого сплава составляет 110 МПа.

Предлагаемое изменение давления в процессе контактной сварки позволяет исключить предварительный разогрев пластины с державкой до температуры начала пластической деформации державки в, индукторе ТВЧ эа счет быстрого охлаждения приконтактной эоны стальной державки:получить в ней мартен итное превращение (на глубине до 1,5 мм), которое сопровождается увеличением объема материала и приводит тем самым к снижению уровня остаточных напря жений в твердом сплаве до 100-120 МПа исключить операцию отпуска изделия s предварительно разогретой печи и получить под твердосплавной пластиной в результате закалки жесткую опору, что увеличивает жесткость, а, следовательно, и качество инструментау заключить в одной операции, т.е. произвести на одном рабочем месте, весь процесс соединения твердого сплава и стальной державки, что создает благоприятные условия для автоматизации процесса сборки инструмента1 метод соединения твердосплавных пластин со стальными державками позволяет даже без учета затрат времени и средств на предварительный нагрев и поспедукщий отпуск свариваемых деталей повысить производительность процесса соединения в б-7 раз по сравнению с известным.