D406A的TIG焊接工艺

(红岗机械厂，内蒙古 呼和浩特 010076)
摘 要：文章介绍了D406A的TIG焊接方法，如何选择 坡口，如何选择焊接规范，存在的主要问题以及解决方法。
关键词：D406A；TIG焊；焊接工艺
中图分类号：TG444  文献标识码：A  文章编号：[HT K]1007—6921(2009)07—0200—02

D406A属于超高强度钢，应用日趋广泛。D406A是我国自行研制的一种超高强度钢，含碳量高 ，合金元素种类多，热裂敏感性达，淬硬倾向大，可焊性比较差，焊后容易出现冷裂纹等严 重缺陷。由于D406A的比强度高，一些重要的零件要采用，因此对焊接工艺提出了更高的要 求。
1 钢板的特性及焊接性分析
1.1 钢板的特性
D406A的化学成分和机械性能见表1和表2。

1.2 材料的焊接性分析

D406A钢由于含碳量高，合金元素多，钢的淬硬倾向大，Ms点低，因而在淬火区产生大量脆 硬的马氏体，尤其是高碳粗大的马氏体，导致热影响区严重脆化。焊接前为调质状态的钢材 时，热影响区被加热到超过调质处理时回火温度的区域，将出现强度、硬度低于母材的软化 区。如果焊后不再进行调质处理，该软化区可能成为降低接头强度的薄弱区。

D406A钢焊接方法可用氩弧焊、等离子焊、真空电子束焊都可以得到满意的焊缝，一般电弧 焊和埋弧焊是不能采用的。热处理在联合井式电炉淬火一般可达要求，为防止脱碳，可采取 涂料保护。本文介绍D406A氩弧焊的焊接工艺。
2 焊接材料的选用

D406A由于强度很高，塑性韧性下降，如果仍采用等强度的原则，选用高匹配的焊接接头， 焊缝的韧性将进一步下降，这将降低焊缝的抗裂性，所以焊接D406A时应采用等韧性的原则 。基于这一原则应采用低碳合金系统的焊丝，焊丝的硫磷含量尽量低，所以D406A氩弧焊时 ，选用H10SiMnCrNiMoVA焊丝。该焊丝兼顾了焊缝金属的强度和韧性，焊接后焊缝金属的综 合力学性能比较理想。 
3 焊接实例应用情况
3.1 产品介绍

固体火箭发动机其中某零件的材料是D406A，板料，厚度5mm，焊缝长度4 000mm。从保证焊 接质量，提高焊接效率等方面考虑，我们采用自动氩弧焊的焊接方法。
3.2 焊接方法及设备

从保证焊接质量，提高焊接效率等方面考虑，我们采用自动氩弧焊的焊接方法。材料在退火 状态下焊接，焊后通过淬火处理，以获得所要求接头性能。焊接设备选用SAF自动氩弧焊机 ，要求具有陡降的外特性，用高频振荡器引弧，采用直流正接的方式。氩气纯度ψ（Ar）≥ 99.99%，钨极用铈钨极，钨极形状见图1，钨极尖距离焊缝所在的平面3mm，钨极与焊缝所在 的平面垂直。

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3.3 焊接工艺
3.3.1 焊前准备。因为产生冷裂纹的原因是氢聚集在焊缝金属的晶格内部，产生内应力导致冷裂纹，所以焊接 坡口的表面及坡口附近的水分、油污、锈蚀都要清理干净，可以用喷砂、打磨、烘烤等物理 办法去氢。
焊前预热对焊缝和根部焊道很重要，焊接过程中和焊接后的温度越高，氢越容易从钢中逸出 。一般来说D406A的预热温度为200℃～250℃，但是考虑焊工的劳动条件，预热温度定为100 ℃～150℃，但这时焊接后形成的贝氏体，进一步冷却时大部分转化成马氏体，为避免裂纹 的形成，焊接后要及时进行退火处理。另外预热还能起到去除表面水分、油污的作用。
3.3.2 焊接坡口。氩弧焊时一般根据焊丝直径、焊接电流、焊接电压、焊接速度、板料厚度来设计坡口。焊丝 直径选择φ1.6mm，坡口形式选择V形坡口，见图2，钝边1mm，对接间隙0～0.5mm。

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3.3.3 焊接规范。影响氩弧焊的熔透性和焊缝成形的主要因素是能量参数，即焊接电流、焊接电压和

焊接速度 。当其他条件不变时，随着焊接电流的增加，熔深成正比增加，熔宽减小，余高增加，见图 3。当其他条件不变时，随着电弧电压的增加，熔宽显著增加，熔深和余高略有减小，见图4 。当其他条件不变时，随着焊接速度的增加，焊接热输入随之减小，熔深在焊接速度较小时 随焊接速度的增加略有增加，当焊接速度较大时，随焊接速度的增加熔深减小，熔宽和余高 显著减小，见图5。

经过多次试验得出采用表3规范，能够获得理想的焊缝外观，以及内部 质量。
4 结论

D406A的氩弧焊接具有一定的难度，容易出现氢气孔、裂纹、未熔合、未焊透等缺陷。有必 要采取多项措施，比如选择合理的坡口、焊接前坡口的清理、焊前预热、焊接规范的合理选 择、选择合理的焊材、焊接后及时退火等措施，可以焊接出高质量的焊缝。
［参考文献］
［1］ 崔忠圻.金属学与热处理［M］.哈尔滨：机械工业出版社，1989.
［2］ 斯重遥，周振丰,等.焊接手册［S］. 机械工业出版社，1992.
［3］ 杜国华,等.实用工程材料焊接手册［S］.机械工业出版社，2004.[