35CrMnSiA钢炮弹壳体结构热丝TIG焊接工艺

摘要

35CrMnSiA以其优异的强度特点，广泛应用于工业部门的各个领域。这种材料在炸弹的制造中也得到了相应的应用。本研究对热丝TIG焊接方法在35CrMnSiA炸弹筒体结构的焊接适应性方面进行研究，分析在热丝TIG作用下，焊缝金属的特点、热影响区的特点，获得最佳的焊接工艺规范，实现产品的焊接。该研究对于探索热丝TIG焊接方法对于中碳调质钢焊接的适应性分析具有重要的理论与实践意义。
　　本研究主要针对35CrMnSiA炸弹筒体结构的焊接进行相关的研究，对两节筒体进行环逢焊接，筒体外圆直径378mm，壁厚为25mm。采用常规的TIG焊接方法其工作效率比较低，会影响相关产品的生产周期。而电子束焊接导致多数产品焊缝出现未熔合、裂纹、贯穿性缩孔等缺陷，满足不了产品的质量要求。而MIG焊方法由于飞溅等问题无法满足结构设计要求。
　　经过对比研究，最终确定采用 HS-80焊丝打底， H30CrMnSiA焊丝作为主要的填充金属，实现了35CrMnSiA中碳调制钢的焊接；采用“U”型坡口，钝边为锁口结构。采取这种坡口形式有助于焊枪能更好地伸入到待焊工件底部，保证焊透，防止出现未焊透、未熔合等焊接缺陷；HS-80焊缝由于后续焊道的加热作用，此处金属承受后多次加热作用，从而形成了正火组织，为细小的铁素体与珠光体混合组织；由 H30CrMnSiA焊丝焊接而成的焊缝组织，由于其含碳量比较高，合金元素也比较多，在焊后冷却过程中形成了马氏体组织，其特征为细小的针状马氏体组织；由于距离熔合区的距离不同，热影响区组织也存在差异，靠近熔合区的热影响区的组织受到比较高温度的作用，而产生正火组织。其中仍可发现一部分没有完全发生组织转变的珠光体组织；而距离熔合线较远靠近母材区的组织仍保留着很明显的珠光体特征；焊缝金属中存在一定的夹渣缺陷，其分布特征主要有细颗粒状、大片状及链状；提出了最佳的工艺规范及焊接预热、后热等热处理制度，焊接产品的合格率达到100％，最终接头的抗拉强度σb最高值达到了1900MPa，屈服强度σS最高值达到了1700MPa，工件性能完全满足产品技术质量要求；采用焊后热处理后，接头中的焊接热影响区软化现象得到了避免。

目录

35CrMnSiA 钢炮弹壳体结构热丝TIG 焊接工艺

HOTWIRE TIG TECHNIQUE FOR THE 35CrMnSiA BOMB SHELL WELDED STRUCTURE

摘要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题来源及选题意义

1.2 35CrMnSiA 焊接性分析

1.3 中碳调质钢材料的焊接方法

1.4 热丝TIG 焊接方法的研究进展

1.5 本文主要研究内容

第2章 试验材料与设备

2.1 试验材料

2.2 焊接设备

2.3 所用的焊接材料

2.4 本章小结

第3章 35CrMnSiA 筒体焊接工艺研究

3.1 引言

3.2 坡口设计

3.3 焊接工艺参数的制定

3.4 焊接质量评价

3.5 本章小结

第4章 焊接接头微观组织研究

4.1 母材组织特点

4.2 接头的宏观组织

4.3 焊缝金属的微观组织

4.4 热影响区及熔合区组织

4.5 本章小结

第5章 焊接接头缺陷分析

5.1 接头微观缺陷分析

5.2 热影响区软化现象及克服措施

5.3 本章小结

结论

参考文献

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