超高强度钢35CrMnSi 惯性摩擦焊接头组织与性能

戴明辉，代野，陈大军，李忠盛，吴护林

(西南技术工程研究所，重庆400039)

0 前言

35CrMnSi钢是一种低合金高强度钢，属于中碳调质钢，热处理后的35CrMnSi钢可以获得良好的综合力学性能，在保证较高强度的同时保有足够的韧性，因此，主要用于制造中速、重载、高强度的零件及高强度构件，如飞机起落架、机翼大梁等航空受力结构件，还作为战斗部壳体材料［1－3］。惯性摩擦焊具有接头质量好、适用范围广、焊件尺寸精度高、可靠性好的优点，可有效实现超高强度钢的高强连接［4－6］。

为此用惯性轴向摩擦焊技术对35CrMnSi钢管进行了工艺试验，分析其焊接接头组织与力学性能，为其实际应用提供理论依据。

1 试验材料与方法

试验所用35CrMnSi钢管为热锻退火态，其化学成分见表1。待焊件为机械加工后的钢管，外径 Φ157 mm，壁厚10 mm，长300 mm。

试验采用的焊机为大功率特种惯性摩擦焊机(型号CT-130)，焊接工艺参数见表2，进行了35CrMnSi钢管的惯性摩擦焊试验。焊前需对待焊接面进行去油污/氧化皮处理，焊接过程采用二级加压，即主轴转速上升到一定转速后，施加一级摩擦压力，焊接界面接触并摩擦温升，处于高温塑性状态。当主轴转速降低到一定值后，施加二级顶锻压力至转速下降为0，并持续保压一段时间，其中摩擦压力与顶锻压力均为焊机表压。

表1 35CrMnSi钢的主要化学成分(质量分数，%)

表2 焊接工艺参数

使用线切割从焊件上切取焊接接头试样，金相试样采用4%硝酸酒精溶液腐蚀;按照 GB/T 228．1—2010《金属材料拉伸试验第1部分 室温试验……