D6A超高强钢的电子束焊接

D6A钢碳当量高，约1.04％，其焊接热裂纹、冷裂纹敏感性相当高，可焊性很差。若不采取有效措施，焊缝易开裂。针对D6A钢空心筒体对接结构，采用电子束焊方法作了一系列工艺试验，力图实现对D6A钢的等强度焊接。  

   试件有阶梯环、对接环。用阶梯环初找参数，以掌握电子束流与焊深的对应关系，用对接环确定达到预定焊深的准确规范。试验在高压高真空电子束焊机上进行，主要优化参数匹配，采取有效可行的措施，以防止焊接裂纹、气孔等缺陷；制定合适的焊后热处理工艺，保证焊接接头的强度、塑性、韧性等指标尽量接近母材。 
 
   防止裂纹的产生，主要应优化参数，实现电子束焊的深焊效应，获得深而窄，而且上下宽度近于平行的“I”字型焊缝，降低接头应力、变形及应力集中。为此，工艺上主要采取：一是提高加速电压，采用较低的焊速，较小的电流，获得深焊效应。二是于表层下预定焊深的40％～50％处聚焦，焦点深入到工件内部。

   防止产生气孔，主要采取以下措施：焊前严格清洗焊件并烘干处理，去除油污水分；选择合适参数，使焊缝根部不至过尖过窄；采用∞偏转函数，选择合适的频率使电子束对焊缝起搅拌作用，以利于气体逸出，并改善焊缝成型。试件焊后经

X射线探伤，焊缝内部质量达到GB3323–87二级标准。经840℃淬油， 620℃回火调质，对焊接接头作微型剪切试验及性能分析，性能梯度曲线如图1。而焊接接头力学性能检测结果为：抗拉强度s b=1190MPa, 变形率y =22%，a k=42.6J/cm2,弯曲试验(弯心直径f 5mm)至20°启裂，30°断裂。拉伸试样取自母材，数据为平均值。

图1 性能梯度曲线                         图2 焊缝成型

    经检测分析表明焊缝区与母材性能基本相等，屈服强度和塑性略有下降；熔合区、热影响区无剧烈性能变化，强度略有升高，塑性略有下降；接头综合性能优良。焊接试件经解剖金相检查，未发现微裂纹、超标气孔等缺陷。焊深控制在预定范围内，焊缝形状合理，截面深而窄，上下平行，呈“I”字型，如图2所示。焊接接头各区显微组织均为回火索氏体，组织均匀细小。