Лабораторная работа № 3 технология пайки дереворежущего инструмента

Цель работы: ознакомиться с основными способами и особенностями пайки многолезвийного дереворежущего инструмента.

Задание: провести сравнительный анализ разных способов пайки твердыми припоями, выбрать и обосновать способ пайки твердосплавных дереворежущих круглых пил.

1. Технология и способы пайки инструмента

Качество паяного твердосплавного или быстрорежущего дереворежущего инструмента определяется механическими показателями паяного соединения, которые, в свою очередь, зависят от следующих параметров:

– качество подготовки поверхности паяемых деталей перед пайкой;

– температура и продолжительность нагрева;

– соблюдение величины зазоров при пайке;

– равномерность нагрева соединяемых поверхностей;

– полнота удаления оксидной пленки в процессе пайки.

При не соблюдении величины зазоров при сборке, нарушении параллельности паяемых соединений при пайке внахлестку качество паяного соединения ухудшается вследствие неравномерной толщины паяного шва. Немаловажное значение имеет и равномерность нагрева соединяемых поверхностей. Недогрев или перегрев отдельных мест паяного соединения приводит к нарушению условий удаления оксидной пленки, несмачиванию паяемых поверхностей припоем, образованию пор, пустот.

1.1. Пайка в печах

Пайка в печах является наиболее старым, экономичным и производительным способом соединения металлов в массовом производстве и обеспечивает высокое качество паяного инструмента. Удаление оксидных пленок и защита основных металлов и сплавов при печной пайке осуществляется за счет применения флюса, защитных и восстановительных атмосфер и вакуума. При этом требуется дополнительное применение сложных устройств для изготовления и очистки газовых атмосфер или вакуумирования; устройств для транспортировки деталей; устройств и приспособлений для сборки и пайки. Все эти устройства и приспособления усложняют и удорожают процесс пайки. Кроме того, в печах происходит общий нагрев всей детали, что не годится для изготовления многолезвийного деревообрабатывающего инструмента из-за возможного коробления державок (корпусов) инструмента. В связи с этим, печная пайка наиболее приемлема для массового изготовления простого однолезвийного деревообрабатывающего инструмента типа резцов.

1.2. Газопламенная пайка

Газопламенная пайка применяется при ремонте деревообрабатывающего инструмента. Вследствие небольшой мощности горелки, неравномерность нагрева деталей под пайку приводит к короблению державок инструмента.

1.3. Электроконтактная пайка

Электроконтактная пайка наиболее целесообразна для изготовления деревообрабатывающего инструмента с твердосплавными пластинками небольших размеров (например, дисковые пилы, фрезы и др.).

Нагрев зуба инструмента до температуры пайки осуществляется в данном случае за счет выделения тепла при прохождении через него электрического тока. Количество выделяющегося при этом тепла обуславливается силой тока и омическим сопротивлением материала.

, (3.1)

где Q – количество тепла, Дж; I – сила тока, А; R – сопротивление,Ом;t_н–время нагрева, с;P–мощность, кВт.

Количество тепла, необходимое для нагрева инструмента до температуры пайки без потерь, выразится уравнением:

, (3.2)

где C_M–средняя теплоемкость материала заготовки, Дж/кг·К;T_п–температура пайки, К;T_o–начальная температура заготовки, К;G–масса нагреваемого участка заготовки, кг.

Сравнивая выражения (3.1) и (3.2), получим:

, (3.3)

где P_п–полезная мощность, кВт.

Основными достоинствами контактного нагрева являются: возможность автоматизации процесса пайки; стабильность режимов нагрева; возможность жесткого контроля температуры пайки; потребление энергии происходит только в момент нагрева.