鈦-管線鋼層狀復合板熔焊對接焊接材料及焊接工藝研究.pdf

1、隨著能源需求的不斷增長，長距離油氣運輸越來越重要，但頻繁發(fā)生的油氣泄漏、輸送管爆炸事故，使得油氣運輸的安全性引起了人們的關注。腐蝕斷裂是引起油氣管道事故的主要原因，為了提高管道耐腐蝕性，人們曾試圖采用鈍不銹鋼，鈦合金等材料用于油氣管道制備，但高昂的成本使得人們不得不另尋途徑。鈦-鋼雙金屬復合板集鈦。鋼優(yōu)點于一身，極好的解決了該問題，但鈦與鋼的物理，化學特性差異過大，使得其難以熔焊對接。
　　本文以TA1-X65復合板為試驗母材，從

2、溶化焊非均勻溫度場與鈦-鋼復合板各層焊縫金屬凝固的特殊性及組織匹配性出發(fā)，剖析鈦-鋼焊縫強韌性差異，過渡層界面適配等問題，根據焊接過程焊縫相的形成及強韌/細化機理，分別設計了鈦-管線鋼復合板各層焊接材料。與此同時，結合母材的使用工況及管道焊接成型技術特點，制定了相應的焊接工藝。
　　通過堆焊及其焊縫宏觀與微觀分析發(fā)現(xiàn)，以TAL實芯焊絲為鈦層焊材，以Cu基藥芯焊絲為過渡層焊材，ER50-6焊絲為鋼層焊材可以實現(xiàn)鈦與鋼的冶金連接，但焊

3、縫組織較為粗大，焊縫中出現(xiàn)少量的微觀裂紋，焊縫的彎曲性能較差；通過對接試驗及其焊縫組織與性能分析得到，焊縫力學性能較差的主要原因是由于Ti元素和Fe、C元素形成的金屬金屬間化合物具有較高硬度和脆性造成的。結合分析結果，對母材結構進行了優(yōu)化，采用爆炸形式生產鈦-銅-鋼復合板，從根本上解決復層鈦和基層鋼中的元素擴散問題，并通過對復合板焊接工藝的優(yōu)化，最終實現(xiàn)了鈦-鋼復合板的冶金結合，并結合掃描電鏡、能譜及XRD分析，焊縫中未檢測到Ti元素和