ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА ЗОНЫ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЛЕНТОЧНЫХ ПИЛ

Труш Е.С.
Донецкий национальный технический университет

Интенсивному развитию лентопильных технологий способствует ряд преимуществ ленточного пиления перед другими видами металлообработки: малая энергоемкость, широкий диапазон обрабатываемых материалов, малая толщина реза, чистота поверхности и точность обработки, относительно невысокая стоимость инструмента — биметаллических ленточных пил.
В биметаллических пилах в качестве ленты-основы используется рессорно-пружинная сталь (например, 45ХГНМФА), к которой электронно-лучевым способом приваривается слой быстрорежущей стали (12Р10М4К10, 11Р2М10К8). Слой может иметь дополнительное покрытие ТiN. В работе изучили характер распределения структуры и микротвердости по отдельным зонам приваренного слоя, включая зону электронно-лучевой сварки. Проведена оценка качества сварного соединения.
Установлено, что глубина термического влияния сварки составляет 300 мкм. Внутри зоны микротвердость монотонно снижается от 8-10 до 3,5-4,5 кН/мм².
Обнаруженная непрерывность изменения микротвердости представляет определенный интерес, т.к. обычно зона лазерной сварки характеризуется скачком твердости или даже экстремумом из-за самозакалки. Возможная причина эффекта — ускоренная взаимная диффузия элементов в жидком состоянии при высоких температурах. Это подтверждается и равенством твердости в приграничных областях оплавленных быстрорежущей стали и подложки.
Микроструктурный анализ показал наличие пор и газовых пузырей в зоне максимального теплового воздействия лазерного луча. Характер травимости структуры носит выраженный турбулентный характер. Внутри зоны оплавления практически отсутствует карбидная фаза, что свидетельствует об отсутствии отпуска после закалки из жидкого состояния.
Между быстрорежущей сталью и подложкой наблюдается контраст травимости: высоколегированный мартенсит и остаточный аустенит приваренного слоя четко отделен от сильно травящейся полосчатой структуры рессорно-пружинной стали. При этом каких-либо несплошностей и других дефектов стыка не обнаружено.
Таким образом, неравномерный износ рабочей зоны пил связан с дефектностью зоны оплавления вблизи боковых поверхностей инструмента. Влияние особенностей структуры на характер износа ленточных пил но различным плоскостям режущей части, а также влияние типоразмера пил на структуру и свойства сварного соединения будут изучены дополнительно.