卫星天线转向架的焊接试验及工艺
摘要：本文阐述焊接试验及数据表明在焊接工艺中，采用普通高强结构钢焊条，通过控制焊接线能量，能够获得良好的焊缝机械性能。解决了特高强度钢板的焊缝强度要求高的难题，实现了卫星天线转向架的焊接。
关键词：特高强度钢板 普通高强结构钢焊条 欠匹配
normal style="text-indent: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">卫星天线转向架是军工产品，主体结构并不复杂，但有刚性要求，在使用过程中，应变形小，焊缝不易开裂。钢板应有很高的强度与很好的可焊性。故采用了从瑞典进口的瑞典钢板公司生产的domex系列特高强度钢板，牌号为domex700mcd。
normal style="text-indent: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">domex特高强度冷成形钢是按照en10149-2欧洲标准生产,钢板必须用计算机严格控制的现代化工厂中生产。在低碳和一定锰含量的条件下，加入微量合金元素如铌、钛等细化晶粒，以及超纯净钢水提供的良好冶金条件，决定了钢的最终性能。与普通高强度热轧冷成形钢比较，domex高强度钢具有更高的铌、钛及钒等合金化元素。主要应用为卡车底盘、移动式起重机和建筑工程机械。很好地满足了卫星天线转向架的性能要求。
normal style="text-indent: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">由于卫星转向架采用了domex特高强度冷成形钢板，所以焊前必须进行焊接工艺评定试验。此类钢为低合金钢型。碳当量一般在3.5-4.4范围内.有很好的可焊性,可用气保护焊,手工电弧焊等常用方法焊接。但在焊接材料选用上不同于已往模式，现采用欠匹配, 既选用的焊材强度略低于母材强度。对于3-8mm厚的板，在摄氏零度以上焊接不需要预热和缓冷。
normal style="text-indent: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">根据转向架的钢板材料与结构特点采用两种形式进行工艺评定试验：一种是对接坡口形式；一种是角接的坡口形式。如图：
1．所需试板牌号与规格：domex700mcd，8*150*400两块，8*150*150两块。
1．1钢板的化学成份：
c
si
mn
p
s
al
nb
v
ti
≤0.12
≤0.10
≤2.10
≤0.025
≤0.010
≤0.015
≤0.09
≤0.20
≤0.15
1．2钢板的机械性能：
normal style="text-align: center" align=center>项目
normal style="text-align: center" align=center>σs
normal style="text-align: center" align=center>mpa
normal style="text-align: center" align=center>σb
normal style="text-align: center" align=center>mpa
normal style="text-align: center" align=center>δ5
normal style="text-align: center" align=center>%
normal style="text-align: center" align=center>akv
normal style="text-align: center" align=center>j
normal style="text-align: center" align=center>值
normal style="text-align: center" align=center>700
normal style="text-align: center" align=center>750-950
normal style="text-align: center" align=center>10
normal style="text-align: center" align=center>36
2．所需焊材的牌号与规格：j707，φ4
2．1焊缝金属化学成份（%）：
normal style="text-align: center" align=center>元素
normal style="text-align: center" align=center>c
normal style="text-align: center" align=center>mn
normal style="text-align: center" align=center>si
normal style="text-align: center" align=center>mo
normal style="text-align: center" align=center>s
normal style="text-align: center" align=center>p
normal style="text-align: center" align=center>值
normal style="text-align: center" align=center>0．073
normal style="text-align: center" align=center>1．68
normal style="text-align: center" align=center>0．54
normal style="text-align: center" align=center>0．40
normal style="text-align: center" align=center>0．011
normal style="text-align: center" align=center>0．018
2．2焊缝金属机械性能：
normal style="text-align: center" align=center>项目
normal style="text-align: center" align=center>
normal style="text-align: center" align=center>σb
normal style="text-align: center" align=center>mpa
normal style="text-align: center" align=center>σs
normal style="text-align: center" align=center>mpa
normal style="text-align: center" align=center>δ5
normal style="text-align: center" align=center>%
normal style="text-align: center" align=center>akv
normal style="text-align: center" align=center>j
normal style="text-align: center" align=center>值
normal style="text-align: center" align=center>722
normal style="text-align: center" align=center>615
normal style="text-align: center" align=center>18.6
normal style="text-align: center" align=center>36
normal style="text-indent: 21pt">3．焊接工艺
normal style="margin-left: 21pt">3.1装点试板，试板一预留5°反变形。
normal style="margin-left: 21pt">3.2采用手工焊，直流反接（dc/rp）。
normal style="margin-left: 21pt">3.3尽可能采用小电流、短弧操作，不摆动。j707，φ4mm。焊前须经350℃烘焙1小时。i=150-170a、u=23-27v、v=260mm/min。
normal style="margin-left: 21pt">3.4控制层间温度≤250℃。
normal style="margin-left: 21pt">3.5逐层分道焊满坡口。
normal style="margin-left: 21pt">3.6试板一反面砂轮或气刨清根。
normal style="margin-left: 21pt">3.7打磨焊道表面，打印记。
normal style="margin-left: 21pt">3.8试板一探伤pt、rt。试板二探伤pt。
normal style="margin-left: 21pt">
normal style="margin-left: 21pt">4．试板解剖
normal style="layout-grid: 15.6pt none; text-align: left" align=left>5 检验项目
normal style="layout-grid: 15.6pt none; text-align: left" align=left>5．1焊接接头拉伸，标准gb/t2651-89，共2件，合格标准σb≥630mpa。
normal style="text-align: left" align=left>5．2冲击试验，试验标准gb/t2650-89，规格5*10*55，每组3件。试验温度-20℃，验收结果akv≥14j。
normal style="text-align: left" align=left>5．2．1焊缝冲击，缺口在焊缝中心取样。
normal style="text-align: left" align=left>5．2．2热区冲击，缺口在距熔合线1mm母材处取样。
normal style="text-align: left" align=left>5．3弯曲试验标准gb/t2653-89。规格8*30*150面、背弯各1件，弯曲直径d=3a、弯曲角度α=100°。
normal style="text-align: left" align=left>5．4宏观检查，2件，验收标准jb/t6963-93，焊缝有无裂纹、夹渣等焊接缺陷。
normal style="text-align: left" align=left>5．5无损检查pt，按jb/t6062-92、rt按gb/t3323-87，ⅱ级合格。
5.6试验结果
normal style="text-align: center" align=center>σs
normal style="text-align: center" align=center>mpa
normal style="text-align: center" align=center>σb
normal style="text-align: center" align=center>mpa
normal style="text-align: center" align=center>akv-20℃
normal style="text-align: center" align=center>j
normal style="text-align: center" align=center>弯曲
normal style="text-align: center" align=center>d=3a,α=100°
normal style="text-align: center" align=center>606
normal style="text-align: center" align=center>649
normal style="text-align: center" align=center>711
normal style="text-align: center" align=center>747
normal style="text-align: center" align=center>20 44 39(热区)
normal style="text-align: center" align=center>52 72 66(焊缝)
normal style="text-align: center" align=center>面弯、背弯各1件全无裂纹
normal style="text-indent: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">6．转向架的焊接
normal style="margin-left: 21pt">6.1焊工在焊前应多次练习，确保焊缝质量，焊接过程中不要产生气孔，混入夹渣。
normal style="margin-left: 21pt">6.2为了焊缝获得高的硬度，强度和低温韧性，保证焊透但不要输入过高的热量，焊接规范i=150-170a、u=23-27v、v=260mm/min。热输入q=（ui/v）（60/1000）kj/mm,以0.7-1.0为宜.
normal style="margin-left: 21pt">6.3焊接材料采用欠匹配，采用j707焊条。强度可低于母材50-70 mpa
normal style="margin-left: 21pt">7．试验数据分析
normal style="text-indent: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">采用国产普通高强结构钢j707焊条，σb≥630mpa。由于在焊接工艺上采用小规范，操作过程中严格控制热输入，获得很好的机械性能，σb为711~747mpa强度略低于母材750mpa，而冲击韧性akv-20℃高于母材，弯曲试验也都合格。成功满足了瑞典进口的瑞典钢板公司生产的domex700mcd特高强度钢板的性能要求。
normal style="margin-left: 21pt">8．结论
normal style="text-indent: 21pt; mso-char-indent-count: 2.0; mso-char-indent-size: 10.5pt">通过以上两项试验，很好地覆盖了产品所采用的焊接结构形式，试验数据，也证明了所采用的焊接工艺方法是能够保证产品的焊接质量。采用国产普通高强结构钢j707焊条，由于利用小规范，只要严格控制热输入，可获得很好的机械性能。成功地对domex700mcd特高强度钢板进行了焊接。从而使产品具有很好的刚性与韧性。在满足产品探伤要求的同时，也满足了产品性能要求。在卫星天线转向架同类产品中得到了广泛应用。
