Рекомендуемые режимы сварки трением концевого инструмента из вольфрамомолибденовой стали Р6М5 с конструкционной сталью 45 на п/автомате мод мф-327 Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 241 1975

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РЕЖИМЫ СВАРКИ ТРЕНИЕМ КОНЦЕВОГО ИНСТРУМЕНТА ИЗ ВОЛЬФРАМОМОЛИБДЕНОВОЙ СТАЛИ Р6М5 С КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛЬЮ 45 НА П/АВТОМАТЕ МОД МФ-327

Ю. А. ЕВТЮШКИН, В. И. ЕГОРОВ, А. В. РЕПИН

(Представлена научным семинаром кафедры оборудования и технологии сварочного производства)

В инструментальной промышленности для изготовления режущего инструмента все более широкое применение находят вольфрамомолибде-новые стали, в частности, новая марка стали Р6М5. Состав стали Р6М5 (средний): 0,85%С, 5%Мо, 6%W, 4%Сг, 2%V.

Структура стали в состоянии поставки: мелкозернистый (сорбитооб-разный) перлит и избыточные карбиды. Твердость после отжига HB 207—235.

Механические свойства стали в закаленном состоянии следующие: HRC 63,5; G„3r=315—330 кг/мм2 [1].

Вольфрамомолибденовая сталь Р6М5 отличается от вольфрамовой стали Р18 (технология сварки которой отработана) по химическому составу и по теплофизическим свойствам в первую очередь по теплопроводности. Поэтому назрела необходимость разработки режимов сварки трением концевого инструмента из вольфрамомолибденовой стали Р6М5 с конструкционной сталью 45. Отработку режимов производили на п/ав-томаге сварки трением МОД МФ-327 конструкции завода «Фрезера. Число оборотов шпинделя— 1500 об/лшя. Режимы сварки трением подбирали экспериментальным путем. Поочередно меняли следующие параметры режимов сварки трением: Рн9 Рп , t н , где Р п — давление при нагреве, кг/см2, Рп —давление при проковке, кг/см2, tн — время при нагреве, сек.

Заготовки после сварки помещали в электросборник, нагретый до 500—650° С. Затем заготовки отжигали в шахтных печах отжига по режимам Томского инструментального завода. Нагрев до температуры 840—860° С и выдержка при этой температуре 2—3 часа с последующим медленным охлаждением в печи до температуры 500°—550° С. После этого охлаждение в термосе до 200°С и дальнейшее охлаждение на воздухе. С отжига заготовки поступали на токарный участок. Снимался сварочный грат и изготовлялись образцы для испытания на кручение. По результатам испытания на кручение и исследования характера изломов были построены области рекомендуемых режимов сварки заготовок из стали Р6М5 с конструкционной сталью 45, выбраны рекомендуемые режимы сварки трением новой марки стали Р6М5.

Для исследования технологии сварки трением заготовок из стали Р6М5 с конструкционной сталью 45 брали:

Для диаметра 11 мм следующие группы режимов:

I группа — Рн = 1 кг/см2; Ра = 2,5 кг/см2; 1п = 2 сек., ¿н изменяли от 5 до 10 сек. через 1 сек., II группа — Ра= 1,5 кг/см2; Яп=3 кг/см2-, /п=2 сек,

¿н изменяли от 3 до 8 сек. через 1 сек. III группа — Рн = 2,0 кг/см2; Рп = 3,5 кг/см2; = 2 сек.,

¿„ изменяли от 2 до 5 сек. через 1 сек. Для диаметра 20 мм следующие группы режимов:

I группа — Рн =2,5 кг/см2; Рп = 4,0 кг/см2; ¿п =2 сек., 1и изменяли от 10 до 15 сек. через 1 сек.

II группа — =3,2 кг/см2; Ра=5,0 кг/см2; ¿п=2 сек,

¿н изменяли от 7 до 12 се/с. через 1 сек.

III группа — Рп=4,0 кг/см2; Рп=5,5 кг/см2, ¿д=2 се/с,

¿„ изменяли от 6 до 10 се/с. через 1 се/с. Для диаметра 22 мм следующие группы режимов: I группа — Рп=2,5 кг/см\ Рп=4,7 кг/см2; ¿п=2 се/с,

£ н изменяли от 12 до 18 се/с. через 1 сек. II группа — Рн =3,3 кг/см2; Рп = 4,7 кг/см¿п = 2сек:., = 12; 16 се/с.

III группа —Ян = 4,0 кг/см2; Рп = 5,2 кг/см2, 1П = 2 се/с,

изменяли от 9 до 16 се/с. через 1 сек. На каждом режиме производили замер припуска на сварку. На основании данных, полученных по припускам на сварку, построены графики изменения припуска на сварку заготовок из стали Р6М5 с конструкционной сталью 45 в зависимости от ¿н , Ян» Яп для диаметра 11 мм (рис. 1); для диаметра 20 мм (рис. 2); для диаметра 22 мм (рис. 3).

Р„**яг/см*

^■¡УУсы'Р^ЗЧ

Рк-1*Г/см*Рп-

/ \ \

1 у

345$7 в 9 Ю

н, с*.

Рис. 1. Графики изменения припуска на сварку заготовок 011 мм из стали Р6М5 со сталью 45 в зависимости от / м

Р Р

1 н » * п

\2 13 14 15

' tнtceк

Рис. 2. Графики изменения припуска на сварку заготовок 020 лш из стали Р6М5 со сталью 45 в зависимости от ¿н> Рн> Рп-

Результаты испытания на кручение заготовок показали, что прочность сварного шва на всех режимах удовлетворительная и колеблется от 35 до 43 кг/мм2 (допустимый предел прочности при кручении сварных заготовок инструмента 35 кг/мм2 [2]). Исключение составили 4 режима:

Рн = 1 кг/см2; РП — 2,5 кг/см1; ¿н = 5 сек, £п = 2 сек.

Рн = 1 кг'см2; Рп = 2,5 кг/см2; ¿н = 6 сек, ¿„ = 2 сек.

Рн = 2,5 кг/см2; Рп = 4,0 кг/см2; ¿„ = 10 с^/с; ¿п = 2сек.

Рн = 3,2 кг/см2; Рп = 5,0 кг/см?; = 7 с^лг; ¿п = 2 сг/с.

Предел прочностиу при кручении равен 3 кг/мм2. По результатам испытания на кручение и исследования характера изломов была построе-

на 6 ми

3 7

Рн , 4,0 *г/см2 Рп - 5.2

__«<

9 10 И 12 <3 14 <5 1б 17

Рис. 3. Графики изменения припуска на сварку заготовок 022 мм из стали Р6М5 со сталью 45 в зависимости от t^l, Рп, Рп

на область режимов сварки трением для заготовок из стали Р6М5 с конструкционной сталью 45 для диаметра 11 мм (рис. 4); для диаметра 20 мм (рис. 5); для диаметра 22 мм (рис. 6).

Рм атм ** о* _ _. , 9

н Рл = 3,5 кг/СМ2 ,

_Рг «V в 2 'Л 5кГ/ 'смг 1 X ч. V //

2 5 4 5 6 7 8 9 10

Рис. 4. Область рекомендуемых режимов сварки трением для заготовок 011 мм из стали Р6М5 со сталью 45

Рп = 5.51 5.0' 3 1 ! |

1 1 ? ^ 1 ;

в ? $ -» 10 Н (2 в й й *6

Рис. 5. Область рекомендуемых режимов сварки трением для заготовок 020 мм из стали Р6М5 со сталью 45

Анализируя исследованные режимы сварки трением концевого инструмента 0 10—22 мм из вольфрамомолибденовой стали Р6М5 с кон

струкционной сталью 45, были выбраны режимы сварки, на которых получаются:

1. Удовлетворительная прочность сварного шва.

2. Наибольшая производительность.

3. Наименьший расход быстрорежущей стали. Рекомендуемые режимы сведены в табл. 1.

атм

1н,сек

Рис. 6. Область рекомендуемых режимов сварки трением для заготовок 0 22 мм из стали Р6М5 со сталью 45

Таблица I

Режимы сварки трением концевого инструмента 0 10—22 мм из вольфрамомолибденовой стали Р6М5 с конструкционной сталью

45 на п/автомате МОД МФ-327

Диаметр заготовок, мм Вылет Р. Ч, мм Вылет хв. Ч из оправки, мм Давление нагрева Давление проковки Время сварки, сек Припуск на сварку, мм

Р6М5 сталь 45 ^уд-н кг 1мм- Рн кг\см? Р уд-п кг\мм Рп кг! см* *н и сталь Р6М5 сталь 45 общий

11 11 12 2,5 26,0 1,5 52,0 3,0 4 2 2,5 4 6,5

20 20 15 2,5 17,0 3,2 26,0 5,0 И 2 2 3,5 5,5

22 22 15 2,5 17,0 4,0 22,0 5,2 12 2 2,5 3,5 6,0

Выводы

1. По результатам испытания на кручение и исследования характера изломов построены области рекомендуемых режимов сварки трением заготовок 0 10—22 мм из стали Р6М5 с конструкционной сталью 45.

2. Установлены оптимальные режимы сварки трением заготовок 010—22 мм из стали Р6М5 со сталью 45.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю. А. Геллер. Инструментальные стали. «Металлургия», 1968. 2 «ВНИИ». Технология сварки заготовок металлорежущего инструмента. М., ¡966.