[发明专利]钛钢复合板熔焊对接过渡层用焊接材料及其焊接方法

说明书

一种钛钢复合板熔焊对接过渡层用焊接材料及其焊接方法，属于金属材料焊接技术领域。焊接材料包括堆焊层、近钛层、打底层、钢层以及钛层的焊接材料。堆焊层和近钛层用的焊接材料按重量百分比包括以下组分：C≤0.011％，Si≤0.32％，Mn：2.0～4.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr：10～17％，Mo：2～16％，Cu≤2.0％，Fe≤5.0％，余量为Ni，打底层焊接材料为Ni≥99.9％。焊接接头坡口形式的设计为X型坡口，先在堆焊层坡口表面堆焊，然后用近钛层焊接材料填充焊接近钛层，再后用普通碳钢的焊接材料焊接钢层，最后用工业TA2焊丝焊接钛层。优点在于，可实现钛钢复合板的熔焊对接接头，焊接接头具有较高的强度和韧性，帮助解决钛钢复合板焊接的应用瓶颈问题。

技术领域

本发明属于金属材料焊接技术领域，特别是涉及到一种钛钢复合板熔焊对接过渡层用焊接材料及其焊接方法。

背景技术

钛钢复合板既具有钛覆层良好的低温耐腐蚀性能，又具有基层合金钢的强度和塑性，成为耐腐蚀设备制造的理想材料，而且作为海洋工程用特殊钢，它具有高性能、长寿命、绿色环保、低成本的优点。对于钛钢复合板的焊接，由于钛极易与铁极易形成脆性化合物，大大增加可其焊接的难度，成为钛钢复合板应用的主要瓶颈。国内外目前关于工程应用钛钢复合板的焊接多采用钛与钢互不相熔的方式焊接，焊接接头区域存在明显的缺陷，很难直接广泛地用在海洋平台领域。因此要通过中间过渡层焊接材料，选择合适的坡口形式以及合理的焊接参数及焊接顺序，才能实现无缺陷的对接接头焊接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛钢复合板熔焊对接过渡层用焊接材料及其焊接方法，解决了焊接接头区域存在明显的缺陷，很难直接广泛地用在海洋平台领域等问题；帮助解决钛钢复合板焊接应用瓶颈等问题。

本发明用于焊接钛钢复合板的焊接材料，包括堆焊层、近钛层、打底层、钢层以及钛层的焊接材料。堆焊层和近钛层用的焊接材料按重量百分比包括以下组分：C≤0.011％，Si≤0.32％，Mn：2.0～4.0％，P≤0.01％，S≤0.01％，Cr：10～17％，Mo：2～16％，Cu≤2.0％，Fe≤5.0％，余量为Ni，打底层焊接材料为Ni≥99.9％，上述组分重量百分比之和为100％。

本发明的焊接方法是，焊接接头坡口形式的设计为X型坡口，先在堆焊层坡口表面堆焊，然后用近钛层焊接材料填充焊接近钛层，反面清根之后用打底层焊接材料焊接打底层，然后用普通碳钢的焊接材料焊接钢层，最后用工业TA2焊丝焊接钛层即可。

坡口形式的设计为X型坡口，钛层坡口在X型坡口的基础上，两边再机械加工去掉，深1mm，宽3mm钛层金属，坡口钛层及周边在焊接4小时前，要用酸洗液进行酸洗。

先在近钛层坡口表面用堆焊材料堆焊一层3mm厚的堆焊隔离层，然后在对堆焊的金属表面用机械的方法打磨平整，然后再继续焊接近钛层。

本发明的优点在于，设计坡口为X型坡口形式，并用较小的热输入在坡口表面堆焊，然后再进行熔化焊的焊接工艺，可实现一种钛钢复合板的熔焊对接接头，焊接接头具有较高的强度和韧性，帮助解决钛钢复合板焊接的应用瓶颈。

附图说明

图1是本发明实施例1焊接接头坡口及焊接工序示意图。其中，堆焊层1、近钛层2、打底层3、钢层4、钛覆层5。

图2是本发明实施例1为焊缝钛层与过渡层金属金相显微图。

图3是本发明实施例1为近焊缝母材区的金相显微图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步说明。