ОСОБЕННОСТИ ПАЙКИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН
Authors: Стародубцева О.Н. , Патерюхин И.С. , Лежнин Р.А. , Разинская О.И. , Зверева О.С. , Алибеков С.Я. 
Published: October 2024

Статья посвящена процессу пайки твердосплавных пластин к стальным державкам. Рассмотрены вопросы образования значительных остаточных напряжений на спаянных соединениях. Указаны способы снижения напряжений, приводящих к образованию дефектов в паяных соединениях, способных приводить к разрушению твердых сплавов или паяных соединений. Приведены основные причины образования трещин и напряжений как в твердосплавных пластинах, так и в паяном соединении. Эти трещины и напряжения сохраняются в готовом составном инструменте. Показано, что коэффициенты теплового насыщения сплавов ВК и стали 45 близки друг к другу. Поэтому при сварке сплавов ВК к стали 45 термические напряжения возникают меньше, чем при пайке твердосплавных пластин из сплавов ТК. Указаны коэффициенты термического расширения сталей и сплавов ВК. Отмечена важность электропроводимости паяемых материалов, так как электропроводность сталей, применяемых для изготовления державки, выше, чем у твердосплавных пластин. Указаны теплофизические свойства твердосплавных пластин и сплавов, показана зависимость свойств твердых сплавов от содержания в них кобальта, а также толщины пластин, зависимость образования трещин от температуры нагрева. Показана необходимость выбора припоя с подходящей температурой плавления и жидкотекучестью. Для изготовления деревообрабатывающих твердосплавных составных инструментов лучше использовать пластины из группы ВК. Показан механизм образования внутренних напряжений в паяном соединении. Приведены формулы расчета величины возникающих напряжений после пайки и минимальной температуры нагрева твердосплавной пластины. Указаны структурные превращения, происходящие в твердосплавных пластинах и стальных державках при получении паяных соединений. Описаны экспериментальные исследования по оценке трещиноустойчивости твердого сплава. Трещиностойкость зависит от технологических параметров обработки, а также толщины применяемых твердосплавных пластин и содержания в них кобальта. Показано, что при одинаковых условиях пайки и эксплуатации твердосплавные пластины из группы ВК более надежны, чем твердосплавные пластины из группы ТК.

The paper focuses on the process of soldering hard-alloy plates to steel holders. Consideration is given to the problem of substantial residual strains formation on solder junctions. The authors provide methods for lowering pressures that result in solder joint faults that can cause hard alloys or solder junctions to fail. The primary causes of cracks and strains in solder junctions and hard alloy plates are highlighted. These cracks and stresses are retained in the finished compound tool. It is demonstrated that the thermal saturation coefficients of steel 45 and VK alloys are almost identical. Therefore, when welding VK alloys to steel 45, thermal stresses occur less than when brazing hard-alloy plates from TK alloys. The coefficients of thermal expansion of steels and VK alloys are indical. The importance of the electrical conduction of solder materials is noted, since the electrical conductivity of the steels used for the manufacture of the holder is higher than that of hard-alloy plates. The thermophysical characteristics of hard alloy plates and alloys are demonstrated, along with the relationships between the formation of cracks and heating temperature, cobalt content, plate thickness, and the features of hard alloys. It is demonstrated how important it is to select a solder with the right melting point and fluidity. It is preferable to use plates from the VK group for the production of woodworking hard-alloy compound tools. It is demonstrated how internal tensions develop in solder junctions. It is possible to calculate the minimum heating temperature of a hard-alloy plate and the size of the emerging strains after soldering using the formulas provided. Hard-alloy plates and steel holders undergo structural changes that are visible during the formation of solder joints. The findings of experimental studies assessing the fracture resistance of a hard alloy are presented. Crack resistance depends on the technological parameters of processing. It also depends on the thickness of the applied hard-alloy plates and on the cobalt content in them. It is shown that under the same conditions of soldering and operation, hard-alloy plates from the VK group are more reliable than hard-alloy plates from the TK group.