良時海綿磨料噴砂機設(shè)備 ACM型高效壓送式噴砂機 KPBM型高效壓送式噴砂機 環(huán)保吸送箱式噴砂機系列 多用途滾筒吸送箱式噴砂機 多工位吸送箱式噴砂機 定制專用型吸送箱式噴砂機 液體濕式箱式噴砂機 環(huán)保壓送箱式噴砂機系列 多工位壓送箱式噴砂機 定制專用型壓送箱式噴砂機 鋸片噴砂機 環(huán)保型邊噴邊吸噴砂機
噴丸室體與彈丸發(fā)生器 噴丸機器人/多軸機械臂 彈丸磨料回收及分選系統(tǒng) 數(shù)控噴丸機CNC電控系統(tǒng) 噴丸機丸料及壓力控制系統(tǒng) 航空飛機工業(yè)數(shù)控噴丸機 汽車工業(yè)數(shù)控強化噴丸機 機車工業(yè)數(shù)控強力噴丸機 電力能源工業(yè)數(shù)控噴丸機 WPC精密噴丸表面處理
全自動機械回收式噴砂房 自動氣力輸送回收式噴砂房 集裝箱自動噴砂房示范工程 噴砂房磨料回收篩選分離 噴砂房涂裝房柔性升降大門 噴砂房工件輸送/工作臺車 噴砂房自動化電氣控制系統(tǒng) 噴砂房濾筒除塵器設(shè)備 噴砂房布袋除塵器設(shè)備 文丘里濕式除塵器
熱水器內(nèi)膽噴砂生產(chǎn)線 鋼管內(nèi)壁自動噴砂生產(chǎn)線 顯示器基板自動噴砂生產(chǎn)線 鈦鉬鋁薄板自動噴砂生產(chǎn)線
LGPQ型高壓無氣噴涂機 LQPT型高壓無氣噴涂機 涂膠機與打膠機系列 高粘度雙組份噴涂機 空氣噴涂機系列 靜電噴涂機/噴粉室 中小型干式噴漆室 濕式水簾噴漆室 自動涂裝機/自動噴涂機
電弧融射噴涂機/噴鋅機 空冷微通道鋁扁管噴鋅線 自動熱噴涂機/自動噴鋅機
前處理系統(tǒng)設(shè)備 噴漆烘干生產(chǎn)線 噴粉烘干生產(chǎn)線 噴漆房烘干房系統(tǒng) 噴漆烘干兩用房 噴砂房噴漆房系統(tǒng) 特氟龍涂裝噴砂噴粉房/烘爐 風電設(shè)備噴砂房噴鋅/噴漆房 船舶分段噴砂涂裝房車間 VOC有機廢氣處理設(shè)備 燃油/燃氣/電加熱熱風爐
工業(yè)搪瓷預處理技術(shù)及設(shè)備 熱水器內(nèi)膽涂搪技術(shù)及設(shè)備 換熱元件搪瓷生產(chǎn)線
大型高效電/氣遙控噴砂機 真空吸砂機/真空吸塵器 管道內(nèi)壁噴砂器噴涂器 除濕機/暖風機/熱風爐 后冷卻器/移動式除塵器
飛機零部件噴丸強化設(shè)備飛機零部件精細噴砂機飛機機翼數(shù)控噴丸成形設(shè)備飛機零部件機器人噴涂系統(tǒng)1111111
船舶鋼板拋丸預處理線船舶分段二次噴砂涂裝房大型組合式噴吸砂機組焊縫清理噴砂機/吸砂機高效電/氣遙控壓送噴砂機吸砂機/除濕機/暖風機系列
變速箱齒輪數(shù)控強力噴丸機汽車A/B柱拋丸涂油生產(chǎn)線汽車鋁輪轂自動噴砂機活塞/減震器自動涂裝機輪轂模具烘干清洗噴涂設(shè)備汽車零部件拋丸清理生產(chǎn)線發(fā)動機曲軸/連桿噴丸機活塞件半自動噴砂機噴丸機剎車片粗化/車燈噴砂機
機車輪對清洗房/機車轉(zhuǎn)向架噴砂房/噴漆烘干房齒輪/輪軸數(shù)控強力噴丸機壓氣機葉輪數(shù)控強力噴丸機機車車體噴砂房/噴烘房
橋梁鋼結(jié)構(gòu)噴砂涂裝房焊縫清理邊噴邊吸噴砂機橋箱內(nèi)壁清理噴砂機鋼結(jié)構(gòu)拋丸清理生產(chǎn)線
薄板鋼板拋丸生產(chǎn)流水線冷藏箱機器人噴砂噴鋅線集裝箱噴砂噴漆涂裝流水線液體集裝罐噴砂房噴漆房承壓設(shè)備及模塊系統(tǒng)集成電梯導軌拋丸涂油生產(chǎn)線
風電塔筒鋼板拋丸預處理線風電塔筒噴砂房噴漆房風電軸承噴砂/噴鋅/噴漆房太陽能發(fā)電硅片自動噴砂機核電部件噴丸小室超臨界發(fā)電鋼管內(nèi)壁噴丸機風電增速機噴漆烘干生產(chǎn)線火電空冷微通道鋁扁管噴鋅風電變速箱齒輪強力噴丸機發(fā)電反應釜/緩沖罐/儲罐
薄板鋼板噴拋丸生產(chǎn)線重防腐噴砂/噴鋅/噴涂設(shè)備管道內(nèi)壁噴砂噴涂生產(chǎn)線焊縫清理邊噴邊吸噴砂機石化裝備催化機真空抽料機采油注水管噴砂清理生產(chǎn)線石油化工承壓設(shè)備系統(tǒng)集成
大型鑄件噴砂噴涂生產(chǎn)線大鑄件噴砂房噴漆房烘干房泵閥噴漆烘干生產(chǎn)流水線鑄件內(nèi)腔流道噴砂清理設(shè)備刀具噴砂/丸清理鈍化設(shè)備
鋁/鈦合金板自動噴砂設(shè)備電氣元件環(huán)保箱式噴砂機塑膠件自動噴涂生產(chǎn)線
植入人體鈦合金數(shù)控噴丸機注射針粗化自動噴砂機醫(yī)療器械精控箱式噴砂機
可持續(xù)發(fā)展與ESG上海良時節(jié)能減排項目良時風能項目介紹良時儲能項目介紹良時永磁項目介紹良時循環(huán)水節(jié)能項目介紹良時鋼材深加工輕量化構(gòu)件 技術(shù)和市場前景良時智慧氣源站項目介紹
通過金相組織觀察、靜拉伸、顯微硬度測試、常溫沖擊和斷口觀察等試驗,研究了航空超高強度鋼30CrMnSiNi2A TIG焊修復接頭的組織和力學性能。結(jié)果表明:該鋼的TIG焊修復接頭主要可分為焊縫區(qū)、熔合線、熱影響區(qū)和母材區(qū),熱影響區(qū)可分為完全淬火粗晶區(qū)和完全淬火細晶區(qū),TIG焊修復接頭的焊縫組織為板條馬氏體和少量殘留奧氏體,熱影響區(qū)的完全淬火粗晶區(qū)組織為粗大板條馬氏體和少量貝氏體,熱影響區(qū)的完全淬火細晶區(qū)組織主要為細小針狀馬氏體和少量貝氏體;TIG焊修復接頭的抗拉強度30CrMnSiNi2A基體相當,伸長率下降39.2%;TIG焊縫區(qū)硬度略高于基體,靠近熔合線的熱影響區(qū)硬度數(shù)值存在降低現(xiàn)象;TIG焊修復接頭的平均沖擊韌度為44.32J/cm2 ,比母材下降47.86%;TIG焊修復接頭的拉伸與沖擊斷口均呈現(xiàn)為塑性斷裂特點。
1 序言
30CrMnSiNi2A是航空制造業(yè)中應用最普遍的一種低合金超高強度鋼,其具備比強度高、硬度高、耐磨性好、疲勞擴展速率低及抗疲勞性好等優(yōu)點,在飛機制造中常被用來作為起落架活塞桿、高強度聯(lián)接螺栓、平尾大軸等關(guān)鍵承力結(jié)構(gòu)件的主體材料[1,2] 。在飛機服役過程中,由于承受交變載荷和各種腐蝕環(huán)境影響,所以30CrMnSiNi2A鋼航空零件難免會產(chǎn)生磨損、腐蝕、掉塊和開裂等缺陷,而TIG焊是最常見的修復工藝,也是一種降低成本且能保證零件結(jié)構(gòu)完整性的重要手段。
TIG焊(Tungten Innert Gas)又稱鎢極氬弧焊或GTA焊(Gas Tungten Arc),是所有焊接方法中應用面最廣且能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)焊接的一種方法[3] 。TIG焊修復工藝作為一種集化學冶金、不平衡傳熱和應力變形于一體的物理化學過程[4] ,其修復接頭的性能對零件的服役可靠性有著重要影響。目前,國內(nèi)外針對30CrMnSiNi2A鋼TIG焊修復接頭性能方面的研究比較少,因此開展該超高強度鋼TIG焊修復性能研究對同材質(zhì)航空零件TIG焊修復的可靠性評估具有十分重要的理論和實際意義。
本文針對30CrMnSiNi2A鋼TIG焊修復接頭的金相組織、拉伸性能、顯微硬度分布和沖擊韌度進行了測試分析,并通過掃描電鏡觀察了拉伸斷口和沖擊斷口的形貌特征。
2 試驗材料與試驗方法
2.1 試驗材料
試驗材料采用的是航空用30CrMnSiNi2A鋼,供貨熱處理狀態(tài)為900℃淬火+290℃回火3h+空冷,其化學成分見表1。試驗材料的尺寸為200mm×100mm×11mm,為模擬此類航空零件的TIG焊修復工藝,將試驗材料的焊接坡口加工成如圖1所示尺寸。為最大程度地減少焊接缺陷的產(chǎn)生,首先對焊接坡口及附近區(qū)域進行噴砂處理并采用蘸有丙酮的干凈棉布擦拭干凈,然后采用 φ3mm的H18CrMoA焊絲對坡口進行TIG焊修復,保證坡口完全被填充,在TIG焊修復前后均需要將試驗材料放置在熱處理爐中加熱至(260±5)℃保溫2~3h,最后隨爐冷卻至室溫。
表1 30CrMnSiNi2A鋼化學成分(質(zhì)量分數(shù))(%)
圖1 TIG焊修復坡口尺寸
2.2 試驗方法
為了研究TIG焊修復對30CrMnSiNi2A鋼微觀組織的影響,按照GB/T 13298—2015《金屬顯微組織檢驗方法》制作金相試樣,并采用VHX-1000E光學顯微鏡觀察TIG焊修復接頭焊縫區(qū)和熱影響區(qū)等各微區(qū)的金相組織形貌。為了測試分析TIG焊修復對30CrMnSiNi2A鋼靜強度與塑性的影響,依據(jù)GB/T 228.1—2010《金屬材料拉伸試驗 第1部分:室溫試驗方法》加工出標準拉伸試樣,并采用UH-FI萬能試驗機進行靜拉伸試驗。
按照GB/T 4340.1—2009《金屬材料維氏硬度試驗 第1部分:試驗方法》加工出硬度檢測試樣(見圖2),并采用AMH43全自動顯微硬度儀進行測試,加載載荷5N,保持時間10s。
圖1 TIG焊修復坡口尺寸
為考察TIG焊修復接頭的沖擊韌度,按照GB/T229—2020《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》加工出沖擊試樣(見圖3),并在Instron9350型落錘儀器化沖擊試驗機上開展常溫沖擊試驗。
圖3 沖擊試樣尺寸
為了分析拉伸斷口和沖擊斷口的微觀形貌特征,采用Quanta200FEG場發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡進行微觀形貌觀察。
3 試驗結(jié)果與分析
3.1 金相觀察試驗
30CrMnSiNi2A鋼TIG焊修復接頭的形貌如圖4所示,接頭由焊縫區(qū)、熔合線、熱影響區(qū)和母材區(qū)組成。接頭微觀組織如圖5所示。焊縫中心主要為粗大等軸晶,靠近熔合線的焊縫區(qū)主要由柱狀晶構(gòu)成。這是因為熔融的填充金屬首先從熔合線開始凝固,由于冷卻速度較快,過冷度較大,容易生成柱狀晶,焊縫中心凝固速度變慢且過冷度減小,更容易生成等軸晶。焊縫金屬在冷卻過程中經(jīng)歷了固態(tài)相變,首先形成奧氏體和鐵素體組織,隨著溫度進一步下降,轉(zhuǎn)化為板條馬氏體和少量殘留奧氏體[5] 。
b)微觀形貌
a)宏觀形貌
從圖4可以看出,靠近熔合線的熱影響區(qū)依次為完全淬火過熱粗晶區(qū)和完全淬火細晶區(qū),完全淬火過熱粗晶區(qū)的放大形貌如圖5b所示,完全淬火細晶區(qū)的放大形貌如圖5c所示。由于完全淬火過熱粗晶區(qū)靠近熔合線,所以在TIG焊熱量的作用下發(fā)生過熱,奧氏體晶粒變粗大,而完全淬火細晶區(qū)最高溫度相對較低,奧氏體晶粒未變粗大,隨著焊縫的快速冷卻,熱影響區(qū)的奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體和少量貝氏體。由于冷卻過程中晶粒尺寸未發(fā)生變化,因此完全淬火過熱粗晶區(qū)組織主要由粗大的板條馬氏體和少量貝氏體組成,而完全淬火細晶區(qū)組織主要由細小均勻的針狀馬氏體和少量貝氏體組成[6,7] 。
a)焊縫區(qū)
b)完全淬火過熱粗晶區(qū)
3.2 拉伸試驗
按照GB/T 228.1—2010《金屬材料室溫拉伸試驗方法》對30CrMnSiNi2A鋼的母材和TIG焊修復接頭進行常溫拉伸性能測試,結(jié)果見表2。30CrMnSiNi2A作為一種超高強度鋼,具備優(yōu)良的力學性能,但經(jīng)過TIG焊修復后接頭的各項力學性能變化較大:母材的抗拉強度為1680.50MPa,TIG焊修復接頭的抗拉強度平均值為1705.85MPa,比母材高1.5%,數(shù)值上與母材相當;TIG焊修復接頭的伸長率平均值為5.48%,比母材下降39.11%;TIG焊修復接頭的斷面收縮率平均值為24.55%,比母材下降45.44%。由此可知,TIG焊修復接頭的強度與母材相當,塑性指標下降較嚴重。這是因為TIG焊修復接頭的焊縫組織主要由塑性較差的板條馬氏體構(gòu)成,而母材組織主要由細小均勻的針狀馬氏體和貝氏體構(gòu)成,母材塑性要強于焊縫。同時TIG焊修復接頭均斷于熱影響區(qū),這是因為熱影響區(qū)相比正常的母材區(qū)和焊縫區(qū),其強度最低。
3.3 顯微硬度試驗
按照GB/T 4340.1—2009《金屬材料維氏硬度試驗 第1部分:試驗方法》開展顯微硬度測試,TIG焊修復接頭的顯微硬度分布曲線如圖6所示。從圖6可看出,該接頭的硬度分布趨勢大體是焊縫處最高,為592HV;熱影響區(qū)最低,為458HV;遠離熔合區(qū)的母材硬度平均值為562HV。這是因為在TIG焊修復過程中,焊縫區(qū)冷卻速度較快,生成了硬度較大的板條馬氏體和少量殘留奧氏體組織,靠近熔合線的熱影響區(qū)在焊接熱的作用下形成了完全淬火粗晶區(qū),硬度值最低;完全淬火細晶區(qū)和母材區(qū)均由晶粒細小的馬氏體組織和少量貝氏體組織構(gòu)成,硬度值較高。
圖6 TIG焊修復接頭的顯微硬度分布曲線
3.4 沖擊試驗結(jié)果與分析
按照GB/T 229—2020《金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法》對30CrMnSiNi2A鋼TIG焊修復接頭與母材開展常溫沖擊試驗,TIG焊修復接頭沖擊曲線如圖7所示,沖擊性能測試結(jié)果見表3。
b)沖擊吸收能量曲線
圖7 TIG焊修復接頭沖擊曲線
表3 沖擊性能測試結(jié)果
沖擊試驗結(jié)果表明,TIG焊修復接頭的平均沖擊韌度值為44.32J/cm2,母材沖擊韌度值為85J/cm2,經(jīng)TIG焊修復后接頭的沖擊韌度降低了47.86%。由此可知,TIG焊修復接頭的耐沖擊性能相比母材下降嚴重。這是因為焊縫金屬為鑄態(tài)組織,且組織主要由板條馬氏體和殘留奧氏體構(gòu)成,相比母材的軋制態(tài)組織,脆性增大,耐沖擊性能下降。
3.5 斷口形貌觀察試驗
通過上述拉伸試驗發(fā)現(xiàn),TIG焊接頭的拉伸試樣均斷裂在熔合線附近的熱影響區(qū),根據(jù)金相觀察和顯微硬度測試結(jié)果,可以判斷出斷裂位置為完全淬火過熱粗晶區(qū)。該斷口的宏觀形貌如圖8a所示,掃描電鏡觀察的高倍微觀形貌如圖8b所示。通過相關(guān)文獻[8-10] 可知,超高強度鋼材料的沖擊斷口會存在三個典型區(qū)域:放射區(qū)、纖維區(qū)和剪切唇,如圖9所示。本文采用掃描電鏡對TIG焊修復接頭沖擊斷口的底部剪切唇區(qū)域進行了觀察,其高倍微觀形貌如圖10所示。
通過圖8b和圖10均可觀察到明顯韌窩和撕裂棱,圖8b顯示的等軸韌窩及圖10顯示的拉長韌窩和等軸韌窩在沖擊斷口中均占據(jù)一定比例。通過以上斷口的微觀觀察,可以判斷出TIG焊修復接頭的拉伸斷口和沖擊斷口均呈現(xiàn)塑性斷裂特征。
4 結(jié)束語
1)30CrMnSiNi2A鋼TIG焊修復接頭焊縫中心為粗大等軸晶,靠近熔合線的焊縫主要為柱狀晶,靠近熔合線的熱影響區(qū)依次為完全淬火過熱粗晶區(qū)和完全淬火細晶區(qū),前者主要由粗大的板條馬氏體和少量貝氏體組成,后者主要由細小均勻的針狀馬氏體和少量貝氏體組成,該補焊修復接頭組織可通過低溫回火處理得到改善,進而滿足產(chǎn)品性能要求。
3)掃描電鏡觀察結(jié)果表明,TIG焊修復接頭的拉伸斷口和沖擊斷口均存在大量韌窩和撕裂棱,呈現(xiàn)塑性斷裂特征。
(本文來源于網(wǎng)絡,如有侵權(quán),請聯(lián)系小編刪除!)
良時發(fā)動機零部件WPC自動精密噴丸機系統(tǒng)
上海良時智能為日本三菱發(fā)動機零部件配套廠商提供一套WPC自動精密噴丸機及工藝流程整體系統(tǒng)解決方案。
此發(fā)動機零件經(jīng)過WPC精密噴丸處理后,達到了工件近表層的硬度提高要求及均勻精細的表面粗糙度與覆蓋率,并通過了三菱發(fā)動機廠商對該WPC精密噴丸處理后的發(fā)動機零部件使用壽命的測試實驗。
良時是提供WPC精密噴丸表面處理工藝及裝備的解決方案的一流供應商,竭誠為廣大用戶的零部件、切削工具、模具等WPC精密噴丸表層處理提供系統(tǒng)解決方案。
上海良時智能為某公司設(shè)計制造一套全自動臥式浸涂立式噴涂全自動生產(chǎn)線,創(chuàng)造了長12米的細長型材工件噴涂雙組份油漆在同一條自動普線體中實現(xiàn)底漆浸涂面漆噴涂的新工藝的突破。
鑒于用戶底漆面漆均采用雙組份涂料噴涂型材工件(涂料特性:固體含量相對較高,漆膜厚、易固裂等),則施工中必須確保涂料在空氣中停留時間短、一次性調(diào)漆量必須在4小時內(nèi)用完,否則涂料固化造成浪費并污染噴涂設(shè)備。上海良時團隊精心設(shè)計制造、大膽創(chuàng)新為用戶產(chǎn)品實現(xiàn)了一條智能化全自動噴涂生產(chǎn)線,并聚積了以下諸多方面優(yōu)勢:
1、占地面積小,設(shè)備緊湊,能耗低,
2、大大提高生產(chǎn)效率,節(jié)約生產(chǎn)運行成本,
3、新技術(shù)新工藝相結(jié)合,
4、減少涂料浪費,
5、與時俱進,滿足HSE健康安全環(huán)保要求
打開微信,點擊右上角的"+",選擇"掃一掃"功能,
對準下方二維碼即可。