30CrMnSiA焊接性研究

30CrMnSiA焊接性研究StudyofWeldabilityof30CrMnSiA所属院系：材料科学与工程材料加工系专业：焊接0703研究方向：30CrMnSiA的焊接组别：1组员：白向岗付旭敏赵恒指导教师：陈少平世界上最昂贵的战斗机LOCKHEED（猛禽）F22.swf30CrMnSiA钢简介•30CrMnSiA钢是一种典型的Cr-Mn-Si系中碳调制钢，钢种碳含量较高，也属于调制钢，热处理强化钢。它的淬硬性比低碳钢高的多，具有很高的硬度和强度，但韧性此相对较低，给焊接带来很大的困难，这类钢常用于强度要求很高的产品或部件。目前，飞机上的钢制零件如发动机架，机身加强隔框、接头、支座、起落架以及一些重要的螺栓等大都用它制造。据统计，起用量约占飞机上的钢制零件的80%。在航天发动机上，30CrMnSiA钢也被大量应用，如压气机叶片、压气机盘130CrMnSiA的成分和力学性能元素CSiMnSP标准值0.28～0.340.90～1.200.80～1.10≤0.025≤0.025元素MoCuCrNiCep标准值_≤0.0250.80～1.10≦0.0300.71(%)抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率δ5(％)断面收缩率ψ(％)≥1080(110)≥835(85)≥10≥45冲击功Akv(J)冲击韧性值αkv(J/cm硬度：试样毛坯尺寸≥39≥49(5)≤229HB25mm230CrMnSiA的焊接性研究•3.130CrMnSiA焊接裂纹（1）冷裂纹（2）焊缝中的热裂纹•3.2焊接热影响区的性能变化(1)热影响区的脆化(2)热影响区的软化•3.3焊缝中的气孔3（1）冷裂纹中碳调质钢的淬硬倾向十分明显，冷裂倾向较为严重，这是因为中碳调质钢的含碳量较高，加入的合金元素也较多，在500℃以下的温度区间过冷奥氏体具有更大的稳定性所致如图所示由于点较低，在低温下形成的马氏体难于产生“自回火”效应，使中碳调质钢淬硬倾向比低碳调质钢大。屈服强度在833Mpa以上碳当量超过了0.6%，属于高淬硬倾向钢。焊接中碳调质钢时，为了防止冷裂纹，应尽量降低焊接接头的含氢量，除了采取预热措施外，焊后须及时进行回火处理。此外，中碳调质超高强钢还具有应力腐蚀开裂敏感性。这种应力腐蚀常发生在水和高湿度空气等弱腐蚀性介质中。为了降低焊接接头的应力腐蚀开裂倾向，应采取热量集中的焊接方法和较好的焊接线能量，避免焊件表面的焊接缺陷和划伤30GrMnSiA的等温转变曲线(a)焊条电弧焊（b）气焊调制状态的30CrMnSiA钢焊接接头区的强度分布焊接性研究实验•金属焊接性是金属材料对焊接加工的适应性。主要是指在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。•钢材的焊接性主要取决于它的化学成分。随钢材强度级别的提高其焊接性变差。焊接性变差一般表现在两个方面：一是焊接过程中焊缝熔敷金属的各种冶金缺陷；二是焊接过程中材料性能的变化。可焊性含义典型的试验方法工艺可焊性焊接施工时对裂纹等其他缺陷的产生的敏感程度焊接区最高硬度试验，焊接裂纹试验使用可焊性结构在使用过程中对于接头的强度，塑性，破坏特性，耐蚀等性能的敏感程度焊道弯曲试验缺口韧性试验（却贝冲击试验），焊道接头拉伸试验4•4.1碳当量法•碳当量法(Calculationofcarbonequivalents)是把钢中包括碳在内的合金元素对淬硬、冷裂和脆化的影响折合成碳的相当含量，用以进行焊接性分析的间接试验方法。碳当量越高，则材料的冷裂敏感性越大，焊接性越差•Cep=C+Mn/6+Si/24+Ni/15+Cr/5+Mo/4+(Cu/13+P/2)•4.2插销试验1.30CrMnSiA钢是对氢脆敏感和冷裂倾向大的钢种2.为防止焊接时产生裂纹,焊前必须对焊条进行烘干处理3.焊接构件裂纹补焊焊后不再热处理时,建议同时采用预热和紧急后热•4.3压板（FISCO）对接焊接裂纹试验等试验methodofFISCOcrackingtest•GB4875.4-84裂纹率按下式计算:C=∑l／∑L×100%式中C—实验的裂纹率，%l—4条实验焊缝上裂纹长度之和，㎜L—4条焊缝长度之和，㎜4.4应力腐蚀裂纹试验•4.1恒负载法•4.2影响因素（1）组装（2）焊接材料选择（3）焊接工艺（4）焊后消除应力处理（5）表面改质4.4疲劳试验图中为直升飞机起落及的疲劳断裂图。裂纹是从应力很高的角接板间断开始的。该机飞机着陆2118次后发生破坏，属于低周疲劳避免类似的事件发生，有必要对焊接接头的疲劳性能做一个研究。对此根据实际飞行中起落架的最大应力，从而得出受力循环次数。从而能及时的修理和替换4.5却贝冲击试验•（1）能量标准•（2）断口标准•（3）延性标准4.6正面角焊缝拉伸试验frontfilletweldedjoint•根据GB/T15747-1995十字接头试件与试样4.7焊接接头拉伸试验Tensiletestmethodonweldedjoints•GB/T2651-2008/ISO4136:2001总结•5.1调制状态下焊接•5.230CrMnSiA的焊接参数•5.330CrMnSiA焊接材料选择•5.430CrMnSiA焊接预热温度及热处理参数•5.5焊接检验5•感谢陈老师的指导•感谢各位同学观赏•感谢我们组员，为此精益求精做出的努力。