[发明专利]大厚度航弹壳体焊接与热处理方法

说明书

本发明公开了一种大厚度航弹壳体焊接与热处理方法，采用热轧无缝厚钢管，采用热轧无缝厚钢管加工成壳体主段‑将壳体尾段锻造坯料加工为壳体尾段‑焊接试样环形件加工‑壳体主段与壳体尾段焊接成壳体、焊接试样环形件对焊成试样‑壳体、试样焊缝射线探伤‑壳体、试样淬火、回火热处理。通过优化焊丝成分和焊接、热处理参数，消除了回火脆性，保证了母材和焊缝的特殊力学性能要求：基体材料抗拉强度≥1950MPa、延伸率≥7％、冲击功≥50J，焊缝材料抗拉强度≥1100MPa、≤1300MPa、延伸率≥10.5％、冲击功≥54J。

技术领域

本发明涉及大厚度壳体的加工技术领域，具体涉及一种大厚度 航弹壳体焊接与热处理方法。

背景技术

传统的小型航弹直径约200mm，长度500mm左右，一般采用 棒料加热挤压成坯料后进行切削加工。现代大型的航弹一般直径大 于400mm，长度大于1500mm，厚度15～50mm，采用传统的热挤压 成形坯料，由于热挤压设备能力不足和热挤压成形内部质量难于保 证，而难于实现。

现有的大型航弹壳体成形与加工，采用锻棒坯料，粗加工内外 型面后进行淬火+回火热处理，再精加工内外型面。这种加工方法 的缺点是：材料利用率低，只有30～40％，切削加工周期长，一般 要半个月左右，导至制造成本高。

为了解决材料利用率低、加工周期长的问题，将航弹壳体设计 成壳体主段和壳体尾段焊接结构，壳体主段采用35CrMnSiA超高 强度钢厚壁无缝钢管旋压成形后数控加工成形，壳体尾段采用 35CrMnSiA超高强度钢自由锻件数控加工成形。产品试验件采用H30CrMnSiA焊丝焊接、热处理后进行产品试验，壳体在穿过多层 混凝土板后壳体尾段断裂，不满足试验要求。为此，产品设计对材 料性能提出了更加严格的要求：基体材料抗拉强度不小于1850MPa、 延伸率不小于6％、冲击功不小于40焦耳，焊缝材料抗拉强度不小 于1100MPa不大于1300MPa、延伸率不小于10％、冲击功不小于 40焦耳。现有的大厚度航弹壳体的焊接与热处理方法，不能满足产 品的性能要求。

发明内容

本发明的目的就是针对现有评估方法的缺陷，提供一种基体材 料抗拉强度不小于1950MPa、延伸率不小于7％、冲击功不小于50 焦耳且焊缝材料抗拉强度不小于1100MPa并且不大于1300MPa、 延伸率不小于10.5％、冲击功不小于54焦耳的大厚度航弹壳体焊接与热处理方法。

为实现上述目的，本发明所设计的大厚度航弹壳体焊接与热处 理方法，包括如下步骤：

1)壳体主段加工

采用热轧无缝厚钢管加工成壳体主段；

2)壳体尾段加工

将壳体尾段锻造坯料加工为壳体尾段；

3)焊接试样环形件加工

采用与壳体主段材料成分相同、等效壁厚相等的厚壁钢管加工 主段焊接试样环形件；

采用与壳体尾段材料成分相同、等效壁厚相等的厚壁钢管加工 尾段焊接试样环形件；

4)壳体主段与壳体尾段焊接成壳体，主段焊接试样环形件与 尾段焊接试样环形件对焊成试样

5)壳体、试样焊缝射线探伤

6)壳体、试样淬火、回火热处理

壳体及试样淬火加热温度880～900℃保温1.5～2h，机械油冷却 1～0.5h；壳体及试样回火加热温度260～300℃保温2～2.5h，水冷却 1～0.5h；

7)试样加工及检测

在试样上加工焊接接头横向拉伸试样、焊接接头纵向拉伸试样、 焊接接头冲击试样、基体纵向拉伸试样、基体冲击试样并检测。