本发明专利技术公开了一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，具体步骤包括零件清理、装配、退磁、焊接、焊后处理、检验；其中，所述焊接的步骤依次为定位焊、预热、深熔焊、第一修饰焊、第二修饰焊，均在真空电子束焊机内完成。本发明专利技术中的薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法通过优化电子束焊接参数及控制层间温度的方式，降低了降低焊接的冷却速度；同时，利用散焦电子束对待焊处进行一定时间的预热，不仅能避免产生冷裂纹，还可以降低热影响区的硬度，改善接头的塑性；并且，通过两道修饰焊来覆盖深熔焊焊道进行盖面，保证了焊缝的成形质量，解决了薄壁超高强度钢D506A电子束焊接易产生裂纹的问题，保证了固体火箭发动机的使用要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，具体涉及一种薄壁超高强度钢d506a电子束焊接方法。
技术介绍
1、固体导弹发动机质量占比较大的部分为燃烧室壳体，选用具有轻质、高强度、高刚度等特点的材料制造燃烧室壳体，是实现导弹发动机轻质化、高质量比的有效途径之一。d506a是新一代壳体用经济型低合金超高强度钢，该超高强度钢的抗拉强度可达1800mpa以上，但由于该超高强度钢添加了较多合金元素，碳当量超过了1.7％，属于碳当量较高的材料，可焊性较差，焊后容易产生淬硬组织，从而增加冷裂纹风险。此外，焊接热输入过高会导致焊接过程中产生热裂纹，这是由于快速冷却可能使得低熔点的杂质在晶界处产生液态薄膜，增加热裂纹的风险。
2、现有的超高强度钢电子束焊接的焊接顺序为定位焊、深熔焊、修饰焊，电子束焊的具体参数如下：
3、(1)定位焊：电子束流iw＝7-10ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝35-40mm/s；
4、(2)深熔焊：电子束流iw＝80-90ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝35-40mm/s；
5、(3)修饰焊：电子束流iw＝45-55ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝35-40mm/s。
6、现有的超高强度钢电子束焊接并没有控制焊道间层间温度；另外，焊接完毕后需要在4小时内对产品进行退火热处理，然而采用该焊接方法无法抑制焊缝在焊接过程中的热裂纹的产生，且无法保证产品在热处理之前不会产生冷裂纹，最终导致焊缝满足不了gjb1718a-2005中ⅰ级焊缝要求和设计要求。
7、电子束焊属于高能束焊接方法，其焊接的特点是焊接速度快，在焊接30cr3等超高强度钢时焊接速度可达40mm/s，由于d506a的淬透性很好，冷却速度过快会导致焊缝产生淬硬组织，导致焊接接头的硬度增加，从而增加冷裂纹的风险。因此，需要开发一种适用于薄壁超高强度钢d506a的电子束焊接方法，以避免产生冷裂纹，降低热影响区的硬度，改善接头的塑性。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种薄壁超高强度钢d506a的电子束焊方法，通过优化电子束焊接参数及控制层间温度的方式，解决了薄壁超高强度钢d506a电子束焊接易产生裂纹的问题，保证了固体火箭发动机的使用要求。
2、一种薄壁超高强度钢d506a电子束焊接方法，具体步骤包括零件清理、装配、退磁、焊接、焊后处理、检验，其中：所述焊接的步骤依次为定位焊、预热、深熔焊、第一修饰焊、第二修饰焊，均在真空电子束焊机内完成。
3、具体步骤为：
4、s1、零件清理：用百洁布去除待焊部位氧化皮直至露出金属光泽，用白色绢布蘸酒精擦拭待焊部位去除油污等多余物。
5、s2、装配：采用工装将待焊零件装配到位，两个待焊零件对接后形成i型对接环焊缝，保证错边量小于0.2mm，装配间隙小于0.02mm。
6、s3、退磁：将装配完毕的组件进行退磁，保证退磁后待焊部位磁通量密度小于2×10-4t。
7、s4、焊接：将产品送入真空电子束焊机进行抽真空，通过红外热成像仪对焊接区域进行温度监测，控制预热温度及层间冷却时间，依次进行定位焊、预热、深熔焊、第一修饰焊、第二修饰焊。
8、s41、所述定位焊采用6段定位焊接，定位焊顺序为0°、180°、240°、60°、120°、300°，每段定位焊缝角度为15°；电子束流iw＝7-10ma，聚焦束流if＝560-570ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝35-40mm/s。
9、s42、所述预热采用电子束焊散焦的方式对接缝处进行局部加热，从而降低焊接冷却速度；预热参数为：电子束流iw＝7-10ma，聚焦束流if＝640-650ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝35-40mm/s，预热温度200-230℃，预热角度为1080°，若达不到预热温度区间，则预热角度增加360°，直至达到预热温度区间。
10、s43、所述深熔焊在预热完成后立即进行；深熔焊参数为：电子束流iw＝40-50ma，聚焦束流if＝610-620ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝20-30mm/s。
11、s44、所述第一修饰焊在150-200℃范围内进行；所述第一修饰焊焊道偏离深熔焊焊道中心0.5-1mm；所述第一修饰焊具体参数为：电子束流iw＝15-25ma，聚焦束流if＝640-650ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝35-40mm/s。
12、s45、所述第二修饰焊在150-200℃范围内进行；所述第二修饰焊焊道偏离深熔焊焊道中心0.5-1mm，与所述第一修饰焊焊道偏离方向相反；所述第二修饰焊具体参数为：电子束流iw＝15-25ma，聚焦束流if＝640-650ma，工作距离w＝250mm，焊接速度v＝35-40mm/s。
13、所述真空电子束焊机为中压电子束焊机，加速电压为60kv，真空室内的真空度应小于7.0×10-2pa。
14、将产品送入真空电子束焊机进行抽真空后，通过红外热成像仪对焊接区域进行温度监测，所述红外热成像仪精度不大于±10℃范围内，反馈时间低于250ms。
15、s5、焊后处理：焊接完成后在真空室内缓冷，直至焊接区域温度低于50℃后开出真空室。
16、s6、检验：焊后采用x射线对电子束焊缝进行无损检查，焊缝质量满足gjb1718a-2005中ⅰ级焊缝要求。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、(1)本专利技术通过优化电子束焊接工艺及控制层间温度的方式进行了焊前预热处理、焊后炉内缓冷，可以增加熔池停留时间，可以将焊接的冷却速度降低至20mm/s，减小了焊接冷裂纹的风险和过热区的脆化问题。焊后炉内缓冷可以使工件缓慢均匀地冷却，从而减小焊接应力，避免冷裂纹产生。
19、(2)本专利技术中的焊前预热处理可以提高基材的基础温度，从而降低了焊缝的冷却速度，利用散焦电子束对待焊处进行一定时间的预热，不仅能避免产生冷裂纹，还可以降低热影响区的硬度，改善接头的塑性。
20、(3)本专利技术通过减小修饰焊电子束流来降低修饰焊热输入，但是降低电子束流后焊缝熔宽不足以覆盖深熔焊焊道导致焊缝外观成形不佳，因此通过两道修饰焊来覆盖深熔焊焊道进行盖面，保证了焊缝的成形质量。
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【技术保护点】
1.一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，具体步骤包括零件清理、装配、退磁、焊接、焊后处理、检验，其特征在于：所述焊接的步骤依次为定位焊、预热、深熔焊、第一修饰焊、第二修饰焊，均在真空电子束焊机内完成。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，其特征在于：所述定位焊采用6段定位焊接，定位焊顺序为0°、180°、240°、60°、120°、300°，每段定位焊缝角度为15°；
3.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，其特征在于：所述预热采用电子束焊散焦的方式对接缝处进行局部加热，从而降低焊接冷却速度；
4.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，其特征在于：所述深熔焊在预热完成后立即进行；
5.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，其特征在于：所述第一修饰焊在150-200℃范围内进行；所述修饰焊焊道偏离深熔焊焊道中心0.5-1mm；
6.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，其特征在于：所述第二修饰焊在150-200℃范围内进行；所述第二修饰焊焊道偏离深熔焊焊道中心0.5-1mm，与第一修饰焊焊道偏离方向相反；
7.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，其特征在于：所述真空电子束焊机为中压电子束焊机，加速电压为60kv，真空室内的真空度应小于7.0×10-2Pa。
8.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢D506A电子束焊接方法，其特征在于：将产品送入真空电子束焊机进行抽真空后，通过红外热成像仪对焊接区域进行温度监测，所述红外热成像仪精度不大于±10℃范围内，反馈时间低于250ms。
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【技术特征摘要】
1.一种薄壁超高强度钢d506a电子束焊接方法，具体步骤包括零件清理、装配、退磁、焊接、焊后处理、检验，其特征在于：所述焊接的步骤依次为定位焊、预热、深熔焊、第一修饰焊、第二修饰焊，均在真空电子束焊机内完成。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢d506a电子束焊接方法，其特征在于：所述定位焊采用6段定位焊接，定位焊顺序为0°、180°、240°、60°、120°、300°，每段定位焊缝角度为15°；
3.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢d506a电子束焊接方法，其特征在于：所述预热采用电子束焊散焦的方式对接缝处进行局部加热，从而降低焊接冷却速度；
4.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢d506a电子束焊接方法，其特征在于：所述深熔焊在预热完成后立即进行；
5.根据权利要求1所述的一种薄壁超高强度钢d50...
【专利技术属性】
技术研发人员：高健，宋晓娇，马立，夏灵，颜廷艳，李睿，白鹭，赵亦东，蒋付雯，徐杰，
申请(专利权)人：上海新力动力设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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