杨 军 , 关尚虎 , 田 磊 , 张 超 , 宋红兵

（1.国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西 宝鸡721008；2.宝鸡石油钢管有限责任公司 钢管研究院，陕西 宝鸡721008；3.天水天力特种管有限公司，甘肃 天水741020）

钛/钢复合材料以优良的综合性能，被广泛应用于机械化工、海水淡化、真空蒸发、电厂脱硫和油气储运等领域[1－5]。但钛/钢复合材料的焊接仍然存在诸多问题[6－8]。由于Ti易与Fe、C等元素作用生成TiFe、TiFe2和易碎的TiC等金属间化合物相，严重影响焊缝性能[9－13]。

目前应用普遍且较为成熟的方法是依据GB/T 13149—2009《钛及钛合金复合钢板焊接技术要求》[14]中推荐的方法。连接原理是将覆层钛和基层钢分开施焊，互不影响，盖板钛和下层钢之间存在间隙。此类方法可保证覆层钛焊缝的洁净化和耐蚀性，连接接头处力学性能主要由基层钢贡献。对于焊缝整体塑韧性的考察，该标准并未明确，仅仅在附录C“钛及钛合金复合钢板焊接工艺评定”中略有涉及，是将钛和钢分开焊接并分别进行焊缝正、反弯试验评价。显然，分开检测的方法不能有效考察和评价焊接接头的整体塑变性和整体塑韧性，降低了对钛/钢复合材料盖板搭接焊连接接头全壁厚正、反弯性能要求的难度。因此，本研究仍以盖板搭接焊方法为基础，采用MAG+TIG焊接方法，并结合实际对国标推荐的焊接坡口形式及尺寸进行了重新规划和设计，实现了薄覆层钛/钢复合板的对焊连接，且对焊接接头微观组织特征、显微硬度分布及焊缝全壁厚背弯性能进行了系列研究，为国标内容的修订和丰富及工程实践提供理论基础。……