Способ соединения твердосплавных пластин со стальным корпусом инструмента Советский патент 1992 года по МПК B23K31/00 B23K11/14 B23K101/20 

Изобретение относится к способам изготовления твердосплавного инструмента, а именно к способам соединения твердосплавных пластин со стальным корпусом методом контактной сварки и может найти применение в инструментальной промышленности для производства составного твердосплавного инструмента.

Целью изобретения является снижение поломок инструмента при заточке и эксплуатации, повышение производительности инструмента, расширение номенклатуры применяемых марок стали для изготовления корпуса, в том числе более дешевых.

На фиг. 1 изображена схема приложения сварочного усилия; на фиг. 2 показаны

зоны сварного соединения и механического контакта после сварки; на фиг. 3 изображена схема совместного действия сварного усилия, направленного вдоль продольной твердосплавной пластины и сжимающего усилия в направлении, нормальном направлению сварного усилия.

Спогоб осуществляется следующим образом.

Твердосплавную пластину 1 собирают со стальным корпусом инструмента 2 и прикладывают к ним сжимающее усилие, (как показано на фиг. 1), вдоль продольной оси твердосплавной пластины и параллельно контакту, воспринимающему нагрузку при работе инструмента. Далее пропускают ток

Х{

О О

о XI

СП

со

и производят сварку твердосплавной пластины 1. За счет нагрева и совместной пластической деформации пластины и корпуса, со стороны, противоположной главной задней поверхности пластины, образуется сварное соединение (фиг, 2). Отсутствие пластического деформирования в остальной части контакта пластина-корпус не позволяет образоваться сварному соединению в данном месте,

В случае неровности, шероховатости или загрязнения поверхностей корпуса и твердосплавной пластины, не позволяющих получить плотный механический контакт при осуществлении способа, необходимо во время сварки приложить дополнительное сжимающее усилие, направленное поперек пластины. Величина сжимающего усилия выбирается таким образом, чтобы величина пластических деформаций в контакте пластина-корпус со стороны, противоположной передней поверхности пластины, была достаточна для смятия неровностей в процессе сварки и образования плотного контакта, но недостаточна для образования сварного соединения, Сжимающее усилие, действующее поперек пластины, может быть приложено за счет разложения сил при наличии некоторого угла «между истинным приложением силы F и осью твердосплавной пластины, как показано на фиг. 3. Угол а в этом случае выбирается из того же условия, что и величина сжимающего усилия, действующего поперек пластины. Кроме того сжимающее усилие поперек пластины может быть приложено за счет упругости оснастки при сборке твердосплавной пластины с корпусом с натягом или за счет дополнительного источника усилия, приложенного, например, к корпусу инструмента,

Образование в механическим контакте сжимающих остаточных напряжений может быть достигнуто за счет неравномерного нагрева и/или охлаждения в зоне контакта. Это достигается за счет подбора параметров режима сварки и термообработки, а также формы охлаждающих токоподводов.

Изменяя параметры режима сварки и термообработки, в зависимоти от марки и состава стали корпуса и марки твердого сплава, подбирают необходимую величину сжимающих напряжений в контакте и на поверхности твердосплавной пластины.

Способ апробирован при соединении пластины из твердого сплава ВК б с корпусом круглой пилы из стали 9ХФ толщиной 2,2 мм. Размеры твердосплавной пластины 10x4,5x3 мм. Режим сварки: давление 200 МПа, ток сварки 7 кА, время протекания импульса сварочного тока 0,1 с, количество

импульсов термообработки 3, время паузы между импульсами 0,14 с, время протекания импульса 0,02 с, ток 4 кА. Корпус пилы закреплялся между двумя медными токоподводами, установленными на нижней консоли сварочной машины. Твердосплавная пластина располагалась на корпусе и к ней подводился верхний электрод. Токоподвод к твердосплавной пластине осуществляется к

передней и главной задней поверхностям пластины, то есть к двум граням, прилегающим к режущей кромке. Детали сжимались, пропускался ток и производилась сварка. При недостаточной подготовке поверхности

корпуса в зоне механического контакта наблюдались несплошности. При установке твердосплавной пластины между электродом и корпусом с натягом получался плотный механический контакт. Аналогичный результат

получен при приложении усилия под углом примерно 6° к оси пластины.

При приложении разрушающей нагрузки к режущей кромке разрушение происходит по пластине. Характер излома позволяет судить об отсутствии в твердосплавной пластине растягивающих остаточных напряжений.

Использование изобретения, в сравнении с известным способом, позволит, за

счет изменения знака остаточных напряжений, снизить брак инструмента от поломок при заточке инструмента, снизить поломки инструмента при эксплуатации, улучшить рабочие характеристики и увеличить производительность инструмента, снизить энергоемкость процесса за счет уменьшения зоны сварки. Использование изобретения даст возможность получения работоспособного соединения для самых различных марок стали и дать экономический эффект за счет применения дешевых и менее дефицитных марок стали для изготовления корпуса инструмента.

Формула изобретения

1. Способ соединения твердосплавных пластин со стальным корпусом инструмента, при котором твердосплавную пластину располагают на стальном корпусе, сжимают их, пропускают ток и сваривают друг с другом, отличающийся тем, что, с целью снижения поломок инструмента при заточке в эксплуатации, повышения производительности инструмента, расширения номенклатуры применяемых марок стали, в том числе

более дешевых, сварочное усилие прикладывают вдоль продольной оси твердосплавной пластины и сварное соединение формируют со стороны пластины, противоположной главной задней поверхности пластины.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что одновременно со сварочным усилием дополнительно прикладывают сжимающее усилие в направлении нормальном направлению сварочного усилия, величину которого выбирают из условия образования плотного механического контакта поверхности пластины противоположной передней поверхности пластины с корпусом инструмента.

3. Способ по п. 1,отличающийся тем, что в зоне механического контакта создают в процессе сварки остаточные сжимающие напряжения.

Изобретение относится к контактной сварке твердосплавных пластин со стальным корпусом инструмента. Цель изобретения - снижение поломки инструмента при заточке и эксплуатации, повышение производительности инструмента, расширение номенклатуры применяемых марок стали, в том числе более дешевых. Твердосплавную пластин/собирают со стальным корпусом и прикладывают к ним сварочное усилие, направленное вдоль продольной оси твердосплавной пластины, Пропускали ток и производят сварку с образованием сварного соединения со стороны, противоположной главной задней поверхности пластины, а в остальной части соединения формируют механический контакт. Вместе со сварочным усилием прикладывают снимающее усилие, действующее поперек пластины, величину которого выбирают из условия образования плотного кзханического контакта со стороны, противоположной вспомогательной задней поверхности пластины. Для повышения производительности инструмента в зоне механического контакта формируют в процессе сварки остаточные сжимающие напряжения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

ГС6

Фиг 5

Зона

механического контакта

Зона сборки

Фи.2