[发明专利]模拟航空发动机的静力试验件的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别地，涉及一种模拟航空发动机的静力试验件的焊接方法。

背景技术

模拟航空发动机的静力试验件，用来替代航空发动机对飞机做试验，其整体采用中碳调质钢30CrMnSiA焊接而成，且板厚达到30mm，试验件外形结构较大，达到1.3m多长，且试验件对抗拉强度要求很高，需要达到1000MPa左右。

此模拟航空发动机的静力试验件设计材料焊接性能较差，焊接易出现冷裂纹等冶金缺陷，且焊接热影响区易出现脆化和软化。以往焊接方法是各板料先调质处理后再进行焊接，焊接时高温回火区软化，将引起焊接接头强度降低。现有的焊接方法焊后焊缝出现裂纹几率大，且焊后抗拉试验测试抗拉强度低，都是断裂在焊接热影响区，合格率极低。

发明内容

本发明提供了一种模拟航空发动机的静力试验件的焊接方法，以解决现有的焊接方法经常出现焊接裂纹、焊接热影响区易出现脆化和软化、抗拉强度达不到要求导致合格率极低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种模拟航空发动机的静力试验件的焊接方法，包括以下步骤：

选用母材状态，母材选用中碳调质钢30CrMnSiA，焊前状态为退火或者正火状态；

母材处理，在两个待焊接工件的待焊接部位加工形成坡口并对坡口进行清洁处理；

装配组合，将两个待焊接工件进行对口装配；

焊前预热，将待焊接工件进行加温预热；

焊接实施，采用低合金钢低氢钠型焊条对待焊接工件进行手工电弧焊；

中间热处理，待焊接工件的局部焊接完成后进行保温；

焊后热处理，待焊接工件全部焊接完成后，整体进行调质处理。

优选地，焊条采用J107Cr焊条。

进一步地，焊接实施的步骤包括：

采用直径为φ3.2mm的焊条进行打底焊，焊接电流：80～120A，电源极性：直流反接；电弧电压21～23V，焊接速度5～12cm/min；

采用直径为φ4mm的焊条进行中间层和盖面焊接，焊接电流：160～200A，电源极性：直流反接；电弧电压22～24V，焊接速度5～9cm/min。

进一步地，焊接实施的步骤中，焊接时控制层间温度为：200～280℃。

进一步地，装配组合的步骤中，装配时将待焊接工件的各安装面预留10mm焊后机加余量。

优选地，焊前预热的步骤中，预热温度为300℃。

进一步地，中间热处理的工艺条件为：在等于或者高于预热温度50℃以内的温度下保温2h。

优选地，母材处理的步骤中，对坡口进行清洁处理包括：将坡口两侧30mm范围内的铁锈及杂质清除干净，直至露出金属光泽，再用丙酮清洗干净油污。

优选地，在焊接实施之前还包括焊条烘烤及保温处理的步骤：焊前将焊条烘烤360℃×1h，然后降至100℃保温。

优选地，焊后热处理的步骤中，调质处理的工艺条件为：淬火温度880～900℃，高温回火温度530±30℃并进行快速冷却。

本发明的模拟航空发动机的静力试验件的焊接方法，通过将母材在退火或正火状态下选用合适的焊接材料及焊接方法焊接，能够获得性能优良的焊接接头，局部焊后及时进行中间热处理避免出现裂纹，整体焊接完成后及时进行调质处理，有效地避免了焊接热影响区脆化和软化现象，抗拉强度达到1000MPa左右，合格率达到100％。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的模拟航空发动机的静力试验件的焊接方法的流程图；

图2是本发明优选实施例的焊接坡口的示意图；

图3是本发明的焊条的时间-温度烘烤图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1并结合图2，本发明的优选实施例提供了一种模拟航空发动机的静力试验件的焊接方法，主要包括以下步骤：

选用母材状态，母材选用中碳调质钢30CrMnSiA，焊前状态为退火或者正火状态；