鈦-管線鋼層狀復(fù)合板熔焊對(duì)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(zhǎng)，長(zhǎng)距離油氣運(yùn)輸越來(lái)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(yùn)輸?shù)陌踩砸鹆巳藗兊年P(guān)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?cè)噲D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?gòu)?fù)合板集鈦。鋼優(yōu)點(diǎn)于一身，極好的解決了該問(wèn)題，但鈦與鋼的物理，化學(xué)特性差異過(guò)大，使得其難以熔焊對(duì)接。
　　本文以TA1-X65復(fù)合板為試驗(yàn)?zāi)覆?，?/p>

2、溶化焊非均勻溫度場(chǎng)與鈦-鋼復(fù)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(qiáng)韌性差異，過(guò)渡層界面適配等問(wèn)題，根據(jù)焊接過(guò)程焊縫相的形成及強(qiáng)韌/細(xì)化機(jī)理，分別設(shè)計(jì)了鈦-管線鋼復(fù)合板各層焊接材料。與此同時(shí)，結(jié)合母材的使用工況及管道焊接成型技術(shù)特點(diǎn)，制定了相應(yīng)的焊接工藝。
　　通過(guò)堆焊及其焊縫宏觀與微觀分析發(fā)現(xiàn)，以TAL實(shí)芯焊絲為鈦層焊材，以Cu基藥芯焊絲為過(guò)渡層焊材，ER50-6焊絲為鋼層焊材可以實(shí)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(guò)對(duì)接試驗(yàn)及其焊縫組織與性能分析得到，焊縫力學(xué)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(jié)合分析結(jié)果，對(duì)母材結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，采用爆炸形式生產(chǎn)鈦-銅-鋼復(fù)合板，從根本上解決復(fù)層鈦和基層鋼中的元素?cái)U(kuò)散問(wèn)題，并通過(guò)對(duì)復(fù)合板焊接工藝的優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)了鈦-鋼復(fù)合板的冶金結(jié)合，并結(jié)合掃描電鏡、能譜及XRD分析，焊縫中未檢測(cè)到Ti元素和