GH4169与30CrMnSiA异种金属焊接工艺研究

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1、设计·工艺2017年2月第1期GH4169与30CrMnSiA异种金属焊接工艺研究孔兆财王贺马丽翠邹鹤飞高凤林(首都航天机械公司，北京100076)摘要：针对GH4169与30CrMnSiA的焊接，开展了焊接材料、焊接参数的工艺研究，并基于力学性能、微观组织以及产品的试验结果，提出了合理的焊接工艺及检测方法，实现了产品的生产。关键词：GH4169；30CrMnSiA；异种金属；焊接工艺StudyonWeldingProcessofDissimilarMetalbetweenGH4169and30CrMnSiAKongZhaocaiWangHeMaLicuiZouHefe

2、iGaoFenglin(CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing100076)Abstract：AimingattheweldingprocessbetweenGH4169and30CrMnSiA，theweldingmaterialsandweldingparameterswerestudiedinthispaper．Basedontheresearchresultsaboutmechanicalproperties，microstuctureandtheproduct，thereasonableweldingprocessan

3、dthedetectionmethodhavebeenpresented，whichhavebeentappliedontheproduct．Keywords：GH4169；30CrMnSiA；dissimilarmetal；weldingprocess1引言GH4169合金是一种以体心立方r和面心立方丫’沉淀强化的铁一镍一铬高温合金，具有强度高、抗氧化、抗辐射、较高的高温强度等特点，在一253～700。C温度范围内具有良好的综合性能，成为现代航天、航空及核能等领域大量应用的关键材料，但其硬度高、塑性韧性差，焊接难度较大，易出现焊接裂纹、焊接应力集中以及焊接变形等。而3

4、0CrMnSiA高强钢为中碳调制钢，具有高强度和较好的加工性能，但焊接性能较差，焊接过程中容易出现气孔、冷热裂纹等缺陷。为充分利用GH4169和30CrMnSiA两种材料的特性，某型号火箭氢氧发动机需采用焊接工艺实现GH4169与30CrMnSiA材料的焊接。鉴于两种材料自身的焊接裂纹敏感性以及异种金属材料的焊接难点，针对图1结构开展焊接工艺研究和分析。拉杆30cr妇S～接头GH4169图1零件示意图2试验材料及方法表1GH4169的化学成分％CCrNiMoA1TiNb≤O．0817．0～21．050．O～55．02．80～3．30O．20～O．60O．65～1．154

5、．75～5．50FeBMnSiPS余≤0．006≤O．35≤0．015作者简介：孔兆财(1978一)，高级工程师，焊接专业：研究方向：氢氧发动机制造。收稿日期：2017-02—1458设计·工艺航天制造技术表2GH4169的力学性能(室温)crdlvlPat70．2／MPa蠡／％一≥1030≥12表330CrMnSiA的化学成分％CCrMnSiFe0．27～0．340．80～1．100．90～1．20余量本试验中GH4169为固溶时效，其化学成分和机械性能分别见表1和表2。而30CrMnSiA经调制，且为管状，其化学成分见表3，机械性能见表4。根据材料的焊接性和己知焊接

6、材料体系，选用三种焊接材料进行工艺性能试验，分别为Ni625焊条、Ni818焊条和HGH4169焊丝，其焊接机械性能见表5，熔敷金属化学成分见表6，焊接参数见表7。表5三种焊接材料的机械性能＼牌号Ni625焊条Ni818焊条HGH4169焊丝性八crb／MPa≥760≥690≥1275蕊／％成分≥30≥25≥12表6三种焊接材料的熔敷金属化学成分％＼成分牌亨＼CSiCrMoNiPSMnFeW其它Ni625焊条≤0．10≤0．7520．O～23．O8．O～lO．0基≤0．015≤O．010≤lO≤70≤O．5Ni818焊条≤0．04≤0．7514．5～16．514～17．

7、5基≤0．035≤0．030≤1．5≤7．03．O～4．5HGH4169焊丝≤0．08≤0．3017．O～21．O2_8～3-350～55≤0．015≤O．015≤0．35余量表7三种焊接材料的焊接参数＼参数襻号＼焊接方法焊接电流／A焊条直径／mmNi625焊条手工电弧焊90～llO吐r3．2Ni818焊条手工电弧焊90～llO粥．2HGH4169焊丝手工氩弧焊70～90函1．6焊前GH4169经酸洗，使用miller350氩弧焊机和汇众400电焊机完成焊接，采用电火花线切割法在焊接接头取金相试样，并依据要求焊接拉伸试件，金相试验使用金刚