一种钛钢复合板中间过渡焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，由厚度为1.0mm以上的TA1或TA2的钛覆层和厚度为5.0mm以上的低碳钢组成的钛钢复合板在进行对焊时，在钢‑钛界面处采用纯铜、纯钒作为中间过渡层进行焊接。焊接坡口为左右对称的X型结构，且上部为下窄上宽的等腰梯形，下部为∧形；使用纯铜作为中间层进行焊接，在铜中间层的表面进行纯钒的焊接，使用钨极氩弧焊的方式进行钛覆层焊接。优点是：采用的焊接方法均为手工易操作的方法，使用灵活，工艺稳定，便携性好。中间层材料选用市面上常见纯铜、纯钒金属，大幅降低中间层材料的成本，应用性高。

【技术实现步骤摘要】
一种钛钢复合板中间过渡焊接方法
本专利技术属于焊接材料及其配套焊接领域，尤其涉及一种钛钢复合板中间过渡焊接方法。
技术介绍
钛钢复合板既具有碳钢良好的可焊性、成形性、导热性及较好的力学性能，又具有钛覆层优良的耐蚀性。因此，被广泛应用于石油、化工、冶金、轻工、盐化工、电站辅机、海水淡化造船、电力等行业。在钛钢复合板的实际应用中，必然涉及到焊接连接问题，如何形成良好的焊接接头，提供有效的连接性能成为了限制钛-钢复合板广泛应用的条件。钛与钢直接焊接时，会形成大量的脆性相，从而使得焊缝变脆，而产生裂纹。与此同时，钛覆层焊缝金属和热影响区也易被氧、氢、碳等元素污染，形成间隙固溶体或金属间化合物，导致接头力学性能，即塑性和韧性急剧下降，造成裂纹的产生。因此，钛钢复合板目前传统的焊接是“打补丁”的间接焊接方法，即两种金属单独焊接，互不相熔。但是，传统的钛钢复合板焊接制造技术繁琐，焊接工艺复杂，缺陷概率大，焊接可靠性低，阻碍进一步推广应用。而且，传统的钛钢复合板焊接钢与钢焊接，钛与钛焊接。钢与钛之间存在缝隙，相当于人为制造了裂纹源，降低了构件的承载能力，增加了潜在的失效风险，这是钛钢复合板不能用于重要结构的根本原因。因此，开发出一种新型的钛钢复合板焊接方法是十分必要的，分析钛和钢的性能，加入中间过渡材料，阻隔两种金属间化合物的存在，并配合适当的焊接工艺，是目前最可行的方式。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，采用添加纯铜与纯钒作为中间过渡层材料的焊接方法，实现焊接接头的冶金结合，解决结构的不完整性问题。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，其特征在于，由厚度为1.0mm以上的TA1或TA2的钛覆层和厚度为5.0mm以上的低碳钢组成的钛钢复合板在进行对焊时，在钢-钛界面处采用纯铜、纯钒作为中间过渡层进行焊接。一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，包括以下步骤：1)焊接坡口加工：双面坡口的交接点在钛-钢界面下方，且距离钛-钢界面0.5-3mm；2)去除0.5-3mm低碳钢，钛层侧坡口面角度为30°～60°，低碳钢侧坡口面角度为30°～60°；3)在焊接之前，清理低碳钢侧待焊区，进行低碳钢侧焊接；4)对双面坡口内清理；5)使用纯铜作为中间层进行焊接，以高纯氩气作为保护气体，采用钨极氩弧焊的方法进行焊接操作，气体流量为10-20L/min，焊接电流为50～150A，焊接速度70～200mm/min；6)在铜中间层的表面进行纯钒的焊接，以高纯氩气作为保护气体，使用钨极氩弧焊的方法进行焊接操作，气体流量为10～20L/min，焊接电流为50～150A，焊接速度70～200mm/min；7)对钒中间层表面进行机械平整处理，同时对钛覆层待焊区、钛覆层表面焊缝两侧不少于100mm范围内抛光；8)使用钨极氩弧焊的方式进行钛覆层焊接，焊材选用对应的TA1或TA2的钛丝，以高纯氩气作为保护气体，焊接电流为50-150A，焊接速度为50-200mm/min,气体流量为10-20L/min。步骤1)中，所述的双面坡口为左右对称的X型结构，且上部为下窄上宽的等腰梯形，下部为∧形；等腰梯形的底部宽度为4-8mm，∧形顶部设置在钛-钢界面下方，且距离钛-钢界面0.5-3mm；步骤1)中，所述的双面坡口为非对称X型坡口或K型坡口。步骤3)中，低碳钢侧使用手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊中的一种进行焊接。步骤5)所述的纯铜是直径为0.8～3.2mm纯铜丝。步骤6)所述的纯钒是直径为0.8～3.2mm纯钒丝。步骤8)所述的钛层焊接选用0.8～3.2mm的TA1或TA2钛丝。步骤7)钛层焊接完成后通过钛层表面颜色观察和渗透探伤方式进行检验。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术坡口设计简单，易于加工。2、本专利技术采用的焊接方法均为手工易操作的方法，使用灵活，工艺稳定，便携性好。3、中间层材料选用市面上常见纯铜、纯钒金属，大幅降低中间层材料的成本，应用性高。4、本专利技术采用纯铜与纯钒的双中间层材料，配合稳定焊接工艺，避免焊接接头裂纹等缺陷存在，且性能满足国标要求，保证了焊接接头的完整性，避免了传统方法裂纹源的存在。5、采用本专利技术方法焊接的钛钢复合板焊接部位可承受动载荷，可用于复杂结构，扩大了钛钢复合板的应用领域，加之钛层的耐蚀性能好，使船舶海工、桥梁、沿河海建筑等结构领域应用成为可能。附图说明图1是本专利技术的焊接坡口结构示意图。图2是实施例3的焊接坡口结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。见图1，一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，由厚度为1.0mm以上的TA1或TA2的钛覆层和厚度为5.0mm以上的低碳钢组成的钛钢复合板在进行对焊时，在钢-钛界面处采用纯铜、纯钒作为中间过渡层进行焊接，焊接方法包括以下步骤：1)焊接坡口加工：坡口为左右对称的X型结构，且上部为下窄上宽的等腰梯形，下部为∧形；等腰梯形的底部宽度2b＝4～8mm，∧形顶部设置在钛-钢界面下方，且距离钛钢界面0.5～3mm；2)去除0.5～3mm低碳钢，钛层侧坡口面角度B为30°～60°，低碳钢侧坡口面角度A为30°～60°；3)在焊接之前，用角磨去除低碳钢侧待焊区的氧化物，并清理干净，使用手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊中的任一种进行碳钢侧的焊接；4)用角磨的方式对背面进行清根，并使用工业酒精擦拭坡口内部和侧壁；5)使用纯铜作为中间层进行焊接，纯铜是直径为0.8～3.2mm纯铜丝，以高纯氩气作为保护气体，使用钨极氩弧焊的方法进行焊接操作，气体流量为10～20L/min，焊接电流为50～150A，焊接速度70～200mm/min，使铜中间层均匀覆盖于低碳钢表面；6)在铜中间层的表面进行纯钒的焊接，纯钒采用直径为0.8～3.2mm纯钒丝，以高纯氩气作为保护气体，使用钨极氩弧焊的方法进行焊接操作，气体流量为10～20L/min，焊接电流为50～150A，焊接速度70～200mm/min，使钒中间层均匀覆盖于铜层表面，阻断钢侧向钛侧的扩散；7)对钒中间层表面进行机械处理，使其平整，同时对钛覆层待焊区、钛覆层表面焊缝两侧不少于100mm范围内用氧化铝百叶轮抛光，并用工业酒精进行擦拭；8)使用钨极氩弧焊的方法进行钛层焊接，选用0.8～3.2mm的TA1或TA2钛丝进行焊接，焊接电流为50～150A，焊接速度为50～200mm/min,气体流量为10～20L/min，焊缝成形应均匀、致密、平滑地向母材过渡，不应有裂纹、未熔合以及超出规定的咬边、气孔、夹渣、弧坑缺陷。9)钛层焊接完成后通过钛层表面颜色观察和渗透探伤方式进行检验。实施例1：本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，其特征在于，由厚度为1.0mm以上的TA1或TA2的钛覆层和厚度为5.0mm以上的低碳钢组成的钛钢复合板在进行对焊时，在钢-钛界面处采用纯铜、纯钒作为中间过渡层进行焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，其特征在于，由厚度为1.0mm以上的TA1或TA2的钛覆层和厚度为5.0mm以上的低碳钢组成的钛钢复合板在进行对焊时，在钢-钛界面处采用纯铜、纯钒作为中间过渡层进行焊接。


2.根据权利要求1所述的一种钛钢复合板中间过渡焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)焊接坡口加工：双面坡口的交接点在钛-钢界面下方，且距离钛-钢界面0.5-3mm；
2)去除0.5-3mm低碳钢，钛层侧坡口面角度为30°～60°，低碳钢侧坡口面角度为30°～60°；
3)在焊接之前，清理低碳钢侧待焊区，进行低碳钢侧焊接；
4)对双面坡口内清理；
5)使用纯铜作为中间层进行焊接，以高纯氩气作为保护气体，采用钨极氩弧焊的方法进行焊接操作，气体流量为10-20L/min，焊接电流为50～150A，焊接速度70～200mm/min；
6)在铜中间层的表面进行纯钒的焊接，以高纯氩气作为保护气体，使用钨极氩弧焊的方法进行焊接操作，气体流量为10～20L/min，焊接电流为50～150A，焊接速度70～200mm/min；
7)对钒中间层表面进行机械平整处理，同时对钛覆层待焊区、钛覆层表面焊缝两侧不少于100mm范围内抛光；
8)使用钨极氩弧焊的方式进行钛覆层焊接，焊材选用对应的TA...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡奉雅，傅博，韩严法，王佳骥，于洋，袁野，付魁军，孙杭，杨鹏聪，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21