发动机中焊接类机匣焊接的裂纹控制

褚志华 刘 杰 孙 辉 （ 沈阳黎 明航 空发 动机 （ 集 团 ）有限责任 公司 ，辽宁 沈 阳 １ １ ０ ０ ４ ３）
摘 要 ：焊接 类 机 匣是 发动 机 中的重要 组 成 部 分 ，某型 号发 动 机 中此 类 焊接机 匣在 焊接 延迟 之后 会 发 生裂 纹现 象 。本 文
主要 针 对该 问题 进 行 了整体 性 分析 ，通 过 对材 料 以及 工 艺进 行 研 究 ，提 出 了针 对 工 艺方案 的调 整 意见 ，对 焊接 后 的延迟 裂纹 现 象予 以控制 。 关键 词 ：裂 纹 ；控 制 ；焊接 机 匣 中 图分类 号 ：Ｔ Ｇ４ ０
（ １ ）焊料 的确定 为 了 使 焊 缝 的 性 能 能 够 符合 要 求 ， 在焊 接时使 用 的焊丝 应 当尽 量保 证质量 相 同 ，或者 直接使 用母 体的本 体进 行焊接 。 而 为 了避 免 冷 裂 的 出 现 ，在 焊 接 时 使 用 的焊 丝 可 以 用 奥 氏体 钢 ，但 是 奥 氏体 组
工 业 技 术
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发 动机 中焊接 类机 匣焊接 的裂 纹控制
④ 背面气 流量 Ａ ｒ ＝ ４ ０ ０ ～ ６ ０ ０ ｍ Ｌ ／ ｓ （ ２ ） 调 整焊后 热处理 与 ｘ光顺 序 工 艺 顺 序 调 格 为 ：配 套 一 酸 洗 一 氩
弧焊 一 热 处 理 一 ｘ光 检 测一 荧 光 检 测一
织 在强度 上要低 于 马氏体 不锈钢 ，所 以焊 吹砂一 荧光 检测一 车加工 一精 车一钻 、镗 缝 的成 分 就 会 在 强 度 上 相 对 较 低 。所 以 孔一磁 力探 伤一终 检 。其 中 ，在 焊接 工序 在 焊 接 时 可 以采 用 母 材做 焊 接 材 料 或 是 次将 ８ 个扇 形件 所有焊 缝全部 焊完 ，在
加 上一 精车一 钻 ． 镗孔一 磁力探 伤一终 检 。 不 变 的 ，应 当根据 钢 的淬 硬倾 向 以及 需要 由 于八 条 氩 弧焊 缝 存 在 于 内外 扇 形 焊 接 材 料 的厚 度 的改 变 而 改 变 ，范 围在 件 每个 支板 上 ，因此对 组件 焊接后 消 除焊 １ ５ ０ — ３ ０ ０ ℃之 间 。 接应 力 热处 理之 前 要进 行氩 弧 焊三 次 、ｘ 对于 Ｈ Ａ Ｚ以及焊 缝 可 以通 过 焊 后热 光检测 两次 以及 荧光 检测 一次 。 处 理 对延 迟 现 象 以及焊 缝 性 能加 以 改善 ， Ｉ ． ２主要 问题 ・ 而加 热的温度 通 常在 ６ ５ ０ ￣ Ｃ～ ６ ５ ５ ℃。焊接 铸 件 的 壳 体 以及 焊缝 和热 影 响 区在 之后 的快速 高温 回火可 以令 延迟裂 纹现 象 无损 探伤 时会 发现 裂纹 的存在 ，整个 组件 大大 改善 。回火 的温度 控制 十分重要 ，过 的加 工 中磁 力 探伤发 现 的裂纹 最明显 。 由 高 的温度会 造成 再次淬 硬 ，而过低 则得 不 于 车工尺 寸 以及孑 Ｌ 的尺寸 和位 置等 因素使 到预想 的效果 。 得不 能对 裂纹 进行补 焊 ，这种处 理方 式会 ３ 解决 途径 令零 件变 形 。 为 防 止 裂 纹 ，整 个 焊 接 首 先 采 用 ２ 技 术工 艺 如 下 规 范 参 数：焊 接 电 流 Ｉ ＝ ７ ０ － － ８ ０ Ａ； ２ ． １ 焊接性 焊 接 速 度 Ｖ ＝ Ｏ ． １ ０ ４ ） ． １ ２ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ； 正 面 气 马 氏 体 不 锈 钢 的 焊 接 问题 主要 是 接 流 量 且 ＾ １ ０ ０ ０ ｒ ｎ Ｉ ， ｓ ； 背 面 气 流 旦 头 处的脆 化 以及冷 裂纹 现象 。冷裂纹 产生 ￣ ６ ０ ０ ｍ Ｕ ｓ 。结果扇形件中 Ｅ Ｕ ９ ３ ２ １ ２ Ａ 的基本原 因就 是材 料 的淬 硬性 ，焊 接的接 壳体 出现裂纹。产生裂纹 的原 因主要为 ：① 头 含碳 量越 大 ，接 头材料 的厚 度 以及 拘束 零件 ：参数 不符 合规 定。焊 接速度 以及 焊 度 就越 大 ，相 应 的冷裂倾 向就 会越 大 。并 接 电流偏 大会 导致焊 接线 能量 过大 ，这 就 且 ，马 氏体不 锈钢 在导 热性能 上 的能力不 会造成 Ｈ Ａ Ｚ 以及焊缝附近温度不均匀分布 ， 是 很突 出 ，所 以焊 接后 的参与 应力 释放较 局部 应力 分布 过于集 中。② 焊后 热处理 不 慢 ，加 之在 空气 中氧气 的作用 下 ，会出现 及时 。由于零件焊接后需要进行 ２ 次 ｘ光 ， 更 加 明显的 冷裂倾 向。 １ 次荧光 ， 零件焊接后术及时进行 回火处理 ， 冷 裂 纹 出现 的另 一 个 重 要 影 响 因 素 致使 零什 可能 产生延 迟裂 纹。③ 零件 焊前 是 焊接 的生 产条件 。码 是不锈 钢 的晶粒粗 未进行预热 ， 焊后未进行相应 的保温措施。 化 现象 较为 显著 ，当冷 却 的速 度过 慢时 ， 因马氏体钢焊前需预 热 １ ５ ０—３ ０ ０ ℃ ，一般
（ ３ ） 减 缓焊后 冷却 速度 每一 条焊 缝 焊 完 后 ，守 即用 石 棉 布
将焊缝 包 紧 ，减缓 焊后 冷却速 度 ，防止产 生粗 大马 氏体组织 ，保证 焊缝 的塑性 和韧 性不 下降 。 （ ４ ）清洁 焊接材料 对母 体 待 焊 接 区 、焊 丝 进 行 清 洗 ，
一
ｔ ｉ ｌ Ｃｒ ｌ ２Ｎｉ ３ Ｍ０ ２ Ｃｏ ＶＡ。
８ 个小 时 内必须进 行热 处理 ，再进 行 ｘ光 检测 和荧光 检测 ｌ Ｔ序 。
接 时 ，主要 流程包 括 ：配ห้องสมุดไป่ตู้一 酸洗 一氩 弧
一
（ ２ ） 热 处理相 关 问题
焊 ，ｘ光 检测 ，吹砂 ，氩 弧焊 ，荧 光检测 预 热 是 防 止 冷 裂 纹 产 生 以及 硬 脆 现 热处 理 （ 除焊接 应力 ） 一荧 光检 测一 车 象 出现 的有效 举措 ，预热 温度并 非是 固定
度 的控制一 定要 保证精 准 。
２ ． ２工 艺 特 点
（ １ ） 采用 焊接参 数 ① 焊接 电流 Ｉ ＝ ６ ０ ～ ７ ０ Ａ ② 焊接速 度 Ｖ ＝ ０ ． ０ ８ — ０ ． １ ０ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ
③ 正面气 流量 Ａ ｒ ＝ ７ ０ ０ ～ １ ０ ０ ０ ｍ Ｌ ／ ｓ
ｌ 焊接 和热处 理工 艺流程 １ ． １ 主要 工艺 在 对此 焊接机 匣组件 进行装配 以及焊
从而使得焊缝的韧性以及塑形下降。但是 会产生粗大的马氏体组织，同时焊缝的塑 冷却速度又不能过大 ，过大的冷却速度会 性和韧性也要下降。④清理不彻底。母材 导致 马 氏体 组织 过于粗 大 ，同样会 令韧 性 以及焊 丝应 当进行彻 底清 理 ，表面 存在有 以及 塑形下 降 。因此 ，对 于焊接 的冷却 速 参与 的脏物和油污 ， 夹具的表面也不清洁。
文 献标 识码 ：Ａ
马 氏体 不锈 钢在发 动机 中的应用 极为 在焊 接 的 近缝 区很 容 易 出现碳 化 物 组织 ，
在２ ０ ０ ｏ Ｃ 左右 ，焊后如果冷却速度较 大，则
广泛 ，以其 高硬 度 以及高 强度 的特点 在发 动机 的焊 接 中发挥 着重要 的作 用 ，并 且其 硬度会 随着合金 中的含碳量 的升 高而升高 。 某发 动机 某焊 接机 匣采用 该材 料 ，主要结 构有 扇形 件 、外壳体 、内壳体 等 ，通 过焊 接 的方 式组合而成 。 其 内外扇形 件共 八个 ， 由四十八 条氩 弧焊 缝联结 而成 。整个 铸件 壳 体 内以及焊 缝 、焊接 的热影 响区在 加工 时 均会发 现裂 纹现 象 。该 组件 一直 以来 的 合 格率仅 为一 成 ，这在工 艺改 进前无 疑是 浪 费 了大量 的材料 以及 人力 物力 ，同时也 对 生产 进度造 成 了不利 影 响。相关 技术人 员也 一直都致力 于突破这个技术 上 的瓶颈 。