超高強度鋼35CrMnSi 慣性摩擦焊接頭組織與性能

戴明輝，代野，陳大軍，李忠盛，吳護林

(西南技術工程研究所，重慶400039)

0 前言

35CrMnSi鋼是一種低合金高強度鋼，屬于中碳調質鋼，熱處理后的35CrMnSi鋼可以獲得良好的綜合力學性能，在保證較高強度的同時保有足夠的韌性，因此，主要用于制造中速、重載、高強度的零件及高強度構件，如飛機起落架、機翼大梁等航空受力結構件，還作為戰斗部殼體材料［1－3］。慣性摩擦焊具有接頭質量好、適用范圍廣、焊件尺寸精度高、可靠性好的優點，可有效實現超高強度鋼的高強連接［4－6］。

為此用慣性軸向摩擦焊技術對35CrMnSi鋼管進行了工藝試驗，分析其焊接接頭組織與力學性能，為其實際應用提供理論依據。

1 試驗材料與方法

試驗所用35CrMnSi鋼管為熱鍛退火態，其化學成分見表1。待焊件為機械加工后的鋼管，外徑 Φ157 mm，壁厚10 mm，長300 mm。

試驗采用的焊機為大功率特種慣性摩擦焊機(型號CT-130)，焊接工藝參數見表2，進行了35CrMnSi鋼管的慣性摩擦焊試驗。焊前需對待焊接面進行去油污/氧化皮處理，焊接過程采用二級加壓，即主軸轉速上升到一定轉速后，施加一級摩擦壓力，焊接界面接觸并摩擦溫升，處于高溫塑性狀態。當主軸轉速降低到一定值后，施加二級頂鍛壓力至轉速下降為0，并持續保壓一段時間，其中摩擦壓力與頂鍛壓力均為焊機表壓。

表1 35CrMnSi鋼的主要化學成分(質量分數，%)

表2 焊接工藝參數

使用線切割從焊件上切取焊接接頭試樣，金相試樣采用4%硝酸酒精溶液腐蝕;按照 GB/T 228．1—2010《金屬材料拉伸試驗第1部分 室溫試驗……