Пайка резцов газовой горелкой и другие методы

Все домашние умельцы, у которых в гараже или мастерской имеется токарный станок, неизменно сталкиваются с такой проблемой, как пайка резцов своими руками. Конечно, кто-то может решить этот вопрос на предприятии, где он работает сам или кто-то из его друзей, но в таком случае возникает зависимость, то есть, токарь не сможет заняться такой работой в любой момент. Когда нужно решать такие вопросы незамедлительно, каким бы искусным токарем вы ни были, придется обходиться без специализированной техники, которая есть на том же заводе или в депо, но это возможно.

Напайка твердосплавных пластин

Такой процесс, как пайка твердосплавных пластин на держатель резца, является очень ответственным, так как любой, даже незначительный брак в этом процессе может оказаться критичным при обработке металлической заготовки. Например, если пластина будет припаяна неровно или между ней и головкой держателя окажется щель, то напайка попросту отломается при обточке или обрезывании детали. Чтобы не возникали такие внештатные ситуации, важно придерживаться определенных правил и рекомендаций, о которых речь пойдет ниже по тексту.

Какие бывают припои

Припой, используемый при пайке резцов должен иметь температуру плавления, как минимум, на 300°C выше температуры, возникающей при обточке или резке обрабатываемого металла. Кроме того, он должен отводить тепло от напайки на держатель – такая функция стабилизирует процесс обработки деталей. В таблице, расположенной ниже, указаны рекомендованные припои по ГОСТ 5688-61.

Флюс для пайки резцов

Для удаления и предотвращения окисления поверхности, а также для того чтобы обеспечить достаточное и равномерное распределение припоя при пайке твердосплавных резцов согласно ГОСТ 5688-61 следует применять флюс. В качестве такого материала используют буру (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O) – это субстанция в виде белого порошка, который хранят в герметичной упаковке или емкости, чтобы защитить от влаги и попадания посторонних элементов (мусора). Иногда ее выпускают в виде пастообразного вещества, где сама бура занимает только одну третью часть, а две трети от общего объема занимает вазелин.

Для латунных припоев используют флюс, который состоит на 50% из борной кислоты (B(OH)3) и на 50% тетрабората натрии (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O) или буры – такой флюс начинает плавиться при температуре 750°C. Для работ с серебряным припоем применяют флюс, содержащий 43% фторида кальция (CaF2) и на 53% из борной кислоты (H3BO3).

Компенсационные прокладки для пайки токарных резцов

Компенсационные прокладки для пайки токарных резцов необходимы для гашения термического напряжения при эксплуатации режущего инструмента. Такие нагрузки появляются при напайке твердосплавных пластин с любыми геометрическими параметрами на головку держателя. Повышенным спросом пользуются прокладки при пайке резцов, где твердосплавный композит сделан из высокотитановых сплавов, а вот прокладки с большими размерами используют для низкоуглеродистой стали и пермаллоя (прецизионный сплав магнито-мягкий).

Толщина таких прокладок варьируется от 0,2 до 0,5 мм, и они имеют вид фольги или тонкой сетки с отверстиями Ø1-2 мм. Функционал таких компенсаторов в целом сводится к повышению механической прочности пайки и ее разгрузке от термического напряжения при остывании.

Методы напайки твердосплавных пластин

Пайка резцов состоит из нагрева самой пластины и расплавления припоя, которые могут претворяться в жизнь разными путями с использованием:

• Токов высокой частоты (high frequency currents).
• Плазменных газовых или муфельных печей.
• Контактной сварки.
• Ацетилено кислородной горелки.

Рекомендация: для серебряных припоев следует использовать высокотитановые сплавы Т60К6 или Т30К4, которые понижают термической напряжение, появляющееся при охлаждении. 

В пламенных, газовых или муфельных печах

В первую очередь нагревают в печи головку держателя до температуры 800°C, при которой плавится бура (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O). Затем на посадочное место насыпают порошковую или намазывают пастообразную буру и опять отправляют в печь. Прогретую заново деталь достают из печи и с помощью металлической щетки избавляются от шлака на месте посадки резца. После очистки посадочное место заново посыпают или намазывают флюсом, прикладывают туда твердосплавную пластинку, густо посыпают ее и посадочную основу бурой, сверху кладут припой и опять отправляют в печь, разогретую до 1200°C до момента расплавления припоя.

После расплавления припоя резец вынимают из печи, кладут на какую-либо ровную металлическую поверхность и, если есть необходимость, поправляют твердосплавную пластику. Затем пластину плотно прижимают к посадочному месту (можно использовать минусовую отвертку) и выжидают 5-6 секунд, пока припой не схватится. Только все это нужно делать очень быстро, пока деталь не остыла.

Чтобы избежать растрескивания припоя от термического напряжения при охлаждении, готовый резец погружают в коробку с подогретым песком или с растертым древесным углем. Конечно, если у вас имеется дома камерная печь, то разогрейте ее до 250°C, поместите туда резец и оставьте его до полного остывания вместе с печью. После всех процедур резец в заводских условиях очищают пескоструйным аппаратом, но дома вы можете сделать это металлической щеткой.

Пайка твердосплавных пластин контактной сваркой

Для пайки резцов при помощи стыковых электросварочных агрегатов требуются некоторые изменения в оборудовании. Это две плоских контактных губки, комплекта торцевых контактов, устройства с грузом и ножной кнопки контактора сварки.

Процесс напайки проходит в следующем порядке:

• Между контактными губками зажимается держатель таким способом, который обеспечит максимальную площадь для возможности соприкосновения головки резца с торцевым контактом.
• Далее осуществляется подводка торцевого контакта, который прижимается к держателю.
• Посадочное место посыпают или намазывают бурой (Na₂[B₄O₅(OH)₄]·8H₂O) и в периодическом режиме тока вкл/выкл разогревают головку до 800°C, при которых, как упоминалось выше, присыпка начинает плавиться. Далее все происходит так же, как и в печи, то есть, на головке держателя металлической щеткой удаляют шлак, опять посыпают флюсом, устанавливают пластинку, припой, посыпают еще раз и греют высокочастотным током.
• Когда припой расплавится, напряжение отключают, прижимают твердосплавную пластинку минусовой отверткой до момента застывания припоя.
• После затвердевания припоя готовый резец помещают в ящик с горячим песком или перетертым древесным углем до полного остывания.
• Очистку остывшего резца производят пескоструйным аппаратом или металлической щеткой.

Газовая пайка резцов

Можно сказать, что в данном случае чаще всего используют ацетиленокислородную горелку, хотя это не является обязательным условием – все зависит от сварочного аппарата, который есть у вас в наличии, ведь главное здесь – это нагрев деталей. Безусловно, газовой сваркой пользуются лишь в тех случаях, когда нет других приспособлений для напайки твердосплавных пластин, но, тем не менее, это надежный проверенный метод.

Держатель зажимают в тисках и разогревают газовой горелкой до температуры 800°C, посыпают или намазывают бурой, а затем греют еще раз, пока присыпка не расплавится. Когда держатель немного остынет, то нужно, не вынимая его из тисков, металлической щеткой очистить весь шлак на головке. После этого гнездо для посадки посыпают бурой, кладут туда пластину, сверху неё кусочек припоя и опять посыпают бурой, чтобы та покрыла всю площадь пластины и припоя. Затем горелкой греют до тех пор, пока припой не расплавится, и плотно прижимают пластинку острым предметом (ножом, отверткой) на несколько секунд, чтобы застыла расплавленная масса.

Чтобы избежать критичного влияния термического напряжения, спаянный резец укладывают в коробку с горячим песком или порошком древесного угля. Когда содержимое коробки полностью остынет, резец можно доставать и очищать пескоструйкой или металлической щеткой.

Заключение

Как видите, для пайки резцов можно использовать разные нагревательные приборы – самое главное здесь то, чтобы такой прибор смог разогреть толстую головку держателя до нужной температуры – это обязательное условие. Весь процесс при любом способе нагрева остается неизменным – сюда входит очередность действий и температура плавления флюса и припоя.