30CrMnSi 钢CO2 焊接冶金缺陷形成机制研究
2023-12-21吴鸿燕张鑫陈炯陈玉华许明方杨琦
精密成形工程 2023年12期
吴鸿燕,张鑫,陈炯,陈玉华,许明方,杨琦
(1.九江职业技术学院,江西 九江 332007;2.常州工程职业技术学院 智能制造学院,江苏 常州 213164;3.南昌航空大学 航空制造工程学院,南昌 330063)
30CrMnSi 钢是一种高强度合金钢,经调质处理后,其组织主要由回火马氏体组成[1-4],其铁素体呈现为细针状,碳化物以颗粒状的形式分布于铁素体基体中。该合金钢具有较高的强度和韧性[5-7],被广泛应用于航空航天、船舶、机械工程、石油和天然气等制造领域[8-9]。30CrMnSi 钢的焊接性较差,通常在焊接过程中会产生一些问题,包括焊接热裂纹、冷裂纹和气孔等[10-15],特别是焊接冷裂纹。由于焊接材料中碳含量较高,焊后形成的硬脆高碳马氏体组织导致其对裂纹非常敏感[16-20]。滕彬等[21]认为焊接冷裂纹的形成主要受母材成分和厚度、淬硬组织、拘束程度以及扩散氢含量等因素的影响。因此,在焊接工艺中常采取一系列措施,如充分预热材料、缓慢冷却和立即进行回火,严格控制装配要求,降低焊接线能量及确保原材料质量,以预防焊接裂纹的产生[22-23]。
为了保证某型飞机后边条焊接盒段尺寸精度,在刚性拘束条件下采用30CrMnSi 钢进行焊接。然而在随后的检查中发现焊接冷裂纹等缺陷的发生率较高,导致结构件返工率上升,严重影响了制造周期。本文通过分析某型飞机后边条焊接盒段制造过程中30CrMnSi 钢CO2焊接裂纹类型及形态,确定焊接裂纹形成机制,同时对焊缝中的气孔进行分析,以期为实际控制裂纹和气孔缺陷提供理论依据。……
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