ПРИМЕНЕНИЕ СТЫКОВОЙ СВАРКИ В^ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Контактная сварка и, в первую очередь, стыковая сварка очень широко применяются для изготовления режущего инструмента (сверл, разверток, резцов и т. д.). Рабочая часть инструмента делается из быстрорежущей стали (или ее заменителей), а хвостовая часть или державка — из углеродистой стали. Применение сварки обеспечивает экономию дорогостоящей высоколегированной инструмен­тальной стали.

В настоящее, время получил распространение составной инструмент двух типов: сварной и наварной. В первом случае обычно применяется стыковая сварка оплавлением с подогревом (сварка непрерывным опла­влением нецелесообразна, так как при малой ширине зоны разогрева и, следовательно, большой скорости охлаждения в инструментальной стали часто образуются трещины).

Несколько типов наварного инструмента показано на фиг. 70. В этом случае пластинки из инструментальной стали „навариваются" на боковую поверхность державок. Эта конструкция применяется для резцов, вставных зубьев фрез и т. п. Наварка пластинок может производиться оплавлением, что не особенно рационально, так как при небольшой толщине пластинки потери металла на оплавление и осадку составляют значительную часть исходного веса пластинки. Удовлетворительные результаты дает сварка по методу Игнатьева, при которой отсутствуют потери металла. В некоторых слу­чаях успешно применяется пайка пластинок на машинах для стыковой или точечной сварки.

В настоящее время при изготовлении сварного инструмента находят применение быстрорежущая сталь, содержащая большое количество вольфрама (до 19%), и ее заменители с пони­женным содержанием вольфрама (например, сталь марки ЭИ262, содержащая 0,85—0,95%С; 8,5 —10% W; 4,0-4,6%Сг; 2-2,6%V; <0,45%Мn и < 0,45% Si).

Технология сварки высоколегированных инструментальных сталей определяется следую­щими их свойствами:

а) низкой тепло- и электропро­водностью (при комнатной температуре коэффициент теплопроводности быстрорежущей стали λ = 0,055 кал/см*сек, для углеродистой с содержанием 0,3%С λ =0,10 кал/см*сек; соответственно удельные сопротивления равны 48 мком*см и 18 — 22 мком*см) это компенсируется неодинаковой установочной длиной заготовок из углеродистой и инструментальной сталей;

б) способностью интенсивно закаливаться на воздуxе; закалка может вызывать трещины в околостыковой зоне; для борьбы с этим применяется подогрев, обеспечивающий достаточно широ­кую зону разогрева стали и искусственно замедленное охлаждение сварен­ных заготовок (в теплоизолирующей среде или печи); кроме того, после сварки заготовки обязательно отжигаются;

в) склонностью к росту зерна и к образованию так называемой ледебуритной эвтектики при перегреве стали выше некоторой предельной для каждой марки стали температуры (1320° для быстрорежущей стали и 1270° для стали ЭИ262); эвтектика выделяется по границам зерен при частичном расплавлении стали и является в охлажденной стали чрезвычайно хрупкой составляющей; эвтектика не может быть растворена в стали при нормальной ее термической обра­ботке; для удаления перегретого металла из стыка при сварке должна применяться достаточная высадка.

Быстрорежущая сталь и ее заменители вполне удовлетворительно свариваются с углеродистой сталью.

Как уже указывалось, сварка инструмента осуществляется оплавле­нием с подогревом. Установочная длина заготовки из инструментальной стали составляет (0,5-1,0) d, где d — диаметр заготовки. Относи­тельно большая установочная длина соответствует заготовке меньшего диаметра. Установочная длина не должна быть меньше 10 мм во избе­жание интенсивной закалки из-за быстрого отвода тепла в медные электроды машины. Установочная длина заготовки из углеродистой стали в 1,3—1,5 раза больше установочной длины заготовки из инстру­ментальной стали.

Концы заготовок перед началом оплавления должны быть равномерно нагреты до температуры 1100 —1200° на участке длиной 5 —10 мм. Оплавление проводится достаточно интенсивно со скоростью 1 —1,5мм/сек. Скорость осадки 10—15 мм/сек; удельное давление 3—4 кг/мм². При­веденные в таблице данные (К. П. Имшенник) могут служить для вы­бора стыковых машин в зависимости от диаметра свариваемых заготовок или площади их поперечного сечения.