如何进行低碳调质钢15CrMnMoVA与16CrNi3MoA的真空电子束焊

    真空电子束焊的t8/5远小于常规电弧焊，有利于热影响区塑、韧性的提高，对承受疲劳载荷的承力构件特别有利，故在航空发动机的功率轴、弹性轴、中间齿轮等多有应用。现以贝氏体低碳调质钢15CrMnMoVA与16CrNi3MoA的真空电子束焊接为例予以说明。两种母材用于法国ARRIEL-1C航空发动机的部分构件（见表3-92），其中空心功率轴规格为Φ52mm×2.7mm（见图3-42），中间齿轮转速达12182r/min。

    图3-42    15CrMnMoVA功率轴结构及起焊点位置

   a)功率轴结构；b）起焊点位置

    表3-92    部分构件焊接接头要求

   (1)焊接设备  采用引进设备GDH-15高压电子束焊机，其主要技术指标见表3-93。

   (2)焊接工艺  功率轴焊接问题主要有咬边和焊接变形。中间齿轮焊接问题主要有气孔和未焊透，为此而采取了如下措施：

    ①影响内咬边的主要因素是焦点位置：试验表明，焦点位置以表面上焦点约50mm（聚焦电流=1. 835A）效果最佳。电子束扫描（幅值0.04的300Hz正弦波）也有助于消除内咬边和凹陷，且可减少焊缝气孔。

    ②表面咬边和下陷可以散焦电子束进行修饰，修饰束流一般为焊接束流的1/3。

    ③宜以小热输入、稍慢焊接速度、焊缝深宽比较小焊接参数以防止气孔与裂纹。

    ④焊件与夹具的焊前退磁是防止焊偏，从而防止未焊透的必要手段。

    经验证有效的焊接参数见表3-94。

    表3-93    GDH-15高压电子束焊机主要技术指标

    表3-94    部分构件的电子束焊接参数

    注：s/tr为转一圈所需时间(s)。

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