CN103567660A - 用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料及焊接方法 - Google Patents

用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料及焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103567660A
CN103567660A CN201310525903.7A CN201310525903A CN103567660A CN 103567660 A CN103567660 A CN 103567660A CN 201310525903 A CN201310525903 A CN 201310525903A CN 103567660 A CN103567660 A CN 103567660A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
titanium
layer
nearly
pipe line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310525903.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103567660B (zh
Inventor
张敏
井强
吴伟刚
史倩茹
汪强
褚巧玲
李继红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201310525903.7A priority Critical patent/CN103567660B/zh
Publication of CN103567660A publication Critical patent/CN103567660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103567660B publication Critical patent/CN103567660B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/235—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • B23K2101/185—Tailored blanks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料及焊接方法，包括近钛层焊接材料和近钢层焊接材料，近钛层焊接材料由以下组分组成：Ni52-58%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti；近钢层焊接材料由以下组分组成：Mn3.15-3.35%，Cr18-27%，Cu0.01-0.015%，Ti0.35-0.55%，Co0.03-0.04%，Nb1.8-2.0%，Ta0.2-0.6%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni。本发明实现钛-管线钢复合板的熔焊对接，且焊接接头具有优良的强韧性，焊接效率高。

Description

用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料及焊接方法
技术领域
本发明属于金属材料焊接技术领域，涉及一种用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料，本发明还涉及用该焊接材料焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法。
背景技术
钛-管线钢***轧制复合板是一种新型双金属结构复合材料，其集钛、钢优点于一身，既具有钛优良的耐腐蚀性，又具有管线钢高的强韧性。将该复合板应用于油气运输管道上，不但解决了单一钢材易被腐蚀的问题，还解决了用单一的耐腐蚀材料成本过高的难题。然而，由于Ti与Fe元素物理、化学特性差异较大，若直接熔焊连接极易在焊缝生成高脆性金属间化合物，致使复合板焊接接头强韧性较低，严重阻碍了其在油气管道上的应用。目前，钛-管线钢复合板的对接均采用加盖板的钛、钢互不相溶的搭接焊接方式，这种焊接方法工艺复杂，难以实现工程化应用，至今尚未见其熔焊连接过渡层焊接材料及其焊接工艺方面的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料，解决了目前没有直接用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的材料的问题。
本发明的另一目的是利用上述焊接材料焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法。
本发明所采用的技术方案是，用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料，包括近钛层焊接材料和近钢层焊接材料，近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni52-58%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.15-3.35%，Cr18-27%，Cu0.01-0.015%，Ti0.35-0.55%，Co0.03-0.04%，Nb1.8-2.0%，Ta0.2-0.6%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%。
本发明的特点还在于，
近钛层焊接材料为直径为1.2mm的丝材，近钢层焊接材料为直径为1.6mm的丝材。
本发明所采用的另一个技术方案是，利用上述焊接材料焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，首先，对钛-管线钢复合板开坡口及坡口清理，然后用钛焊丝焊接钛层后用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，再用近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，最后用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊即可；
近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni52-58%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.15-3.35%，Cr18-27%，Cu0.01-0.015%，Ti0.35-0.55%，Co0.03-0.04%，Nb1.8-2.0%，Ta0.2-0.6%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%。
本发明的特点还在于，
钛-管线钢复合板的坡口形式为U形，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm。
坡口清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口，然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，然后用HNO3-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，再用HNO3-H2SO4溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min。
HNO3-HF-HCl溶液按质量百分比由4.5%HNO3、0.5%HF、35%HCl和60%H2O组成；HNO3-H2SO4溶液按质量百分比由20%HNO3、30%H2SO4和50%H2O组成。
用钛焊丝焊接钛层的焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm。
用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊的方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为12-14V，焊层高度1mm。
用近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为13-15V，焊层高度1.5mm。
用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊的方法CO2气体保护焊。
本发明的有益效果是：本发明用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料直径小，可较方便的控制过渡层中近钛层与近钢层焊缝厚度，减小过渡层中脆性相的含量；近钛层采用手工钨极氩弧焊焊接方法，操作灵活多变，可进行全位置焊接，且易控制其焊缝高度，减小了脆性相含量；近钢层采用熔化极氩弧焊焊接方法，焊接效率高，与钢层的焊接方法相同，简化了焊接工艺；通过钛-管线钢复合板开U形坡口，先用钛焊丝焊接钛层，再用本发明焊接材料焊接过渡层，最后用钢焊丝焊接钢层，实现钛-管线钢复合板的熔焊对接，且所得焊接接头具有优良的强韧性。
附图说明
图1是本发明实施例3钛层与近钛层焊缝区熔敷金属金相图；
图2是本发明实施例3近钛层与近钢层焊缝区熔敷金属金相图；
图3是本发明实施例3近钢层与管线钢层焊缝区熔敷金属金相图。
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详细说明。
本发明用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料，包括近钛层焊接材料和近钢层焊接材料，近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni52-58%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.15-3.35%，Cr18-27%，Cu0.01-0.015%，Ti0.35-0.55%，Co0.03-0.04%，Nb1.8-2.0%，Ta0.2-0.6%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%。近钛层焊接材料为直径为1.2mm的丝材，近钢层焊接材料为直径为1.6mm的丝材。
利用上述焊接材料焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，首先对钛-管线钢复合板开坡口及坡口清理，然后用钛焊丝焊接钛层后用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，再用近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，最后用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊即可。
具体实施步骤如下：
步骤1，对钛-管线钢复合板开U形坡口，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm，然后对U形坡口进行清理，坡口清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口（目的是去除钢层表面氧化层），然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域（打磨过钢层的砂纸型砂轮片禁止用于钛层打磨），直至所打磨区域呈现银白色金属光泽（目的是去除所打磨区域的氧化皮、油污及气体富集层，且打磨不允许出现打磨区过热现象），然后用HNO3-HF-HCl溶液（HNO3-HF-HCl溶液按质量百分比由4.5%HNO3、0.5%HF、35%HCl和60%H2O组成）擦洗钛层表面、侧面及坡口10min（目的是去除钛层表面氧化皮），再用HNO3-H2SO4溶液（HNO3-H2SO4溶液按质量百分比由20%HNO3、30%H2SO4和50%H2O组成）擦洗钛层表面、侧面及坡口10min（目的是去除钛层表面氧化皮，减少焊接过程熔敷金属的吸氢量）；
步骤2，采用钛焊丝焊接钛层，焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm；
步骤3，用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为12-14V，焊层高度1mm；然后再近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为13-15V，焊层高度1.5mm；
步骤4，用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊，焊接方法为CO2气体保护焊，即可。
本发明用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料直径小，可较方便的控制过渡层中近钛层与近钢层焊缝厚度，减小过渡层中脆性相的含量；近钛层采用手工钨极氩弧焊焊接方法，操作灵活多变，可进行全位置焊接，且易控制其焊缝高度，减小了脆性相含量；近钢层采用熔化极氩弧焊焊接方法，焊接效率高，与钢层的焊接方法相同，简化了焊接工艺；通过钛-管线钢复合板开U形坡口，先用钛焊丝焊接钛层，再用本发明焊接材料焊接过渡层，最后用钢焊丝焊接钢层，实现钛-管线钢复合板的熔焊对接，且所得焊接接头具有优良的强韧性。
实施例1
步骤1，对钛-管线钢复合板开U形坡口，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm，然后对U形坡口进行清理，坡口的清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口，然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，然后用HNO3-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，再用HNO3-H2SO4溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min；
步骤2，采用钛焊丝焊接钛层，焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm；
步骤3，用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为12V，焊层高度1mm；然后再近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为13V，焊层高度1.5mm；
近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni52%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.15%，Cr24%，Cu0.012%，Ti0.55%，Co0.035%，Nb1.8%，Ta0.6%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%；
步骤4，用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊，焊接方法为CO2气体保护焊，即可。
经实施例1焊剂的接头力学性能为：抗拉强度480MPa，屈服强度381MPa，断后延伸率12%，断面收缩率35%，室温冲击功35J。
实施例2
步骤1，对钛-管线钢复合板开U形坡口，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm，然后对U形坡口进行清理，坡口的清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口，然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，然后用HNO3-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，再用HNO3-H2SO4溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min；
步骤2，采用钛焊丝焊接钛层，焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm；
步骤3，用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为13V，焊层高度1mm；然后再近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为14V，焊层高度1.5mm；
近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni54%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.20%，Cr27%，Cu0.013%，Ti0.45%，Co0.038%，Nb1.9%，Ta0.4%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%；
步骤4，用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊，焊接方法为CO2气体保护焊，即可。
经实施例2焊接的接头力学性能为：抗拉强度490MPa，屈服强度385MPa，断后延伸率10.5%，断面收缩率33%，室温冲击功32J。
实施例3
步骤1，对钛-管线钢复合板开U形坡口，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm，然后对U形坡口进行清理，坡口的清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口，然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，然后用HNO3-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，再用HNO3-H2SO4溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min；
步骤2，采用钛焊丝焊接钛层，焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm；
步骤3，用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为14V，焊层高度1mm；然后再近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为15V，焊层高度1.5mm；
近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni56%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.25%，Cr20%，Cu0.015%，Ti0.40%，Co0.032%，Nb2.0%，Ta0.3%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%；
步骤4，用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊，焊接方法为CO2气体保护焊，即可。
经实施例3焊接的接头力学性能为：抗拉强度485MPa，屈服强度383MPa，断后延伸率11%，断面收缩率34%，室温冲击功34J。
由图1可知，钛层与近钛层焊缝组织结合良好，无明显界面，两侧焊缝均呈现等轴晶组织，钛层焊缝等轴晶尺寸稍大于近钛层焊缝，大小不相同的等轴晶相互结合在一起；由图2可知，近钛层与近钢层组织以小块状或片条状结合在一起，近钛层组织逐渐由靠近钛层的等轴晶变为小块状铁素体及少量奥氏体，近钢层焊缝主要为块状珠光体和条状铁素体；由图3可知，近钢层与管线钢层组织完全交织在一起，组织大小与形貌相差不大，均为针状铁素体，钢焊缝还有少量粒状珠光体及黑色点状碳化物。
实施例4
步骤1，对钛-管线钢复合板开U形坡口，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm，然后对U形坡口进行清理，坡口的清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口，然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，然后用HNO3-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，再用HNO3-H2SO4溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min；
步骤2，采用钛焊丝焊接钛层，焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm；
步骤3，用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为12V，焊层高度1mm；然后再近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为14V，焊层高度1.5mm；
近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni58%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.30%，Cr25%，Cu0.01%，Ti0.50%，Co0.04%，Nb1.8%，Ta0.5%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%；
步骤4，用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊，焊接方法为CO2气体保护焊，即可。
经实施例4焊接的接头力学性能为：抗拉强度487MPa，屈服强度388MPa，断后延伸率9.5%，断面收缩率31%，室温冲击功31J。
实施例5
步骤1，对钛-管线钢复合板开U形坡口，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm，然后对U形坡口进行清理，坡口的清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口，然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，然后用HNO3-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，再用HNO3-H2SO4溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min；
步骤2，采用钛焊丝焊接钛层，焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm；
步骤3，用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为14V，焊层高度1mm；然后再近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，焊接方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为13V，焊层高度1.5mm；
近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni54%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.35%，Cr18%，Cu0.014%，Ti0.35%，Co0.03%，Nb2.0%，Ta0.2%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%；
步骤4，用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊，焊接方法为CO2气体保护焊，即可。
经实施例5焊接的接头力学性能为：抗拉强度482MPa，屈服强度380MPa，断后延伸率10.5%，断面收缩率33%，室温冲击功33J。

Claims (10)

1.用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料，其特征在于，包括近钛层焊接材料和近钢层焊接材料，所述近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni52-58%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；所述近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.15-3.35%，Cr18-27%，Cu0.01-0.015%，Ti0.35-0.55%，Co0.03-0.04%，Nb1.8-2.0%，Ta0.2-0.6%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%。
2.根据权利要求1所述的用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料，其特征在于，所述近钛层焊接材料为直径为1.2mm的丝材，所述近钢层焊接材料为直径为1.6mm的丝材。
3.利用权利要求1所述的焊接材料焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，首先对钛-管线钢复合板进行坡口及清理，然后用钛焊丝焊接钛层后用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊，再用近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊，最后用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊即可；
近钛层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Ni52-58%，C≤0.04%，N≤0.007%，O≤0.035%，H≤0.001%，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100%；近钢层焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Mn3.15-3.35%，Cr18-27%，Cu0.01-0.015%，Ti0.35-0.55%，Co0.03-0.04%，Nb1.8-2.0%，Ta0.2-0.6%，C≤0.02%，Si≤0.025%，P≤0.002%，S≤0.002%，Fe≤0.75%，余量为Ni，上述组分重量百分比之和为100%。
4.根据权利要求3所述的焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，所述钛-管线钢复合板的坡口形式为U形，钛层在下，钢层在上，U坡口顶端宽度为25mm。
5.根据权利要求3所述的焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，所述坡口的清理包括钢层清理和钛层清理，钢层清理的工序为：先用安装砂轮片的角磨机打磨钢层的表面，然后用安装钢丝刷的角磨机打磨侧面，再用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钢层坡口，然后对打磨后的钢层用丙酮擦洗，去除表面氧化物；钛层清理的工序为：先用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，然后用HNO3-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，再用HNO3-H2SO4溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min。
6.根据权利要求5所述的焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，所述HNO3-HF-HCl溶液按质量百分比由4.5%HNO3、0.5%HF、35%HCl和60%H2O组成；HNO3-H2SO4溶液按质量百分比由20%HNO3、30%H2SO4和50%H2O组成。
7.根据权利要求3所述的焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，用钛焊丝焊接钛层的焊接方法为手工钨极氩弧焊，焊缝高度为低于钛-管线钢复合板的钛/钢界面1mm。
8.据权利要求3所述的焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，用近钛层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊的方法为手工钨极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为110A，电压为12-14V，焊层高度1mm。
9.据权利要求3所述的焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，用近钢层焊接材料在近钛层焊缝上进行填充焊方法为熔化极氩弧焊，保护气体为99.99%的高纯氩气，焊接的电流为120A，电压为13-15V，焊层高度1.5mm。
10.据权利要求3所述的焊接钛-管线钢复合板过渡层的方法，其特征在于，用管线钢焊接材料在近钢层焊缝上进行管线钢层的填充焊的方法CO2气体保护焊。
CN201310525903.7A 2013-10-30 2013-10-30 用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接方法 Expired - Fee Related CN103567660B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310525903.7A CN103567660B (zh) 2013-10-30 2013-10-30 用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310525903.7A CN103567660B (zh) 2013-10-30 2013-10-30 用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103567660A true CN103567660A (zh) 2014-02-12
CN103567660B CN103567660B (zh) 2016-06-22

Family

ID=50040836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310525903.7A Expired - Fee Related CN103567660B (zh) 2013-10-30 2013-10-30 用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103567660B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104028917A (zh) * 2014-06-04 2014-09-10 西安理工大学 用于熔焊对接钛-钢复合板的药芯焊丝及其制备方法
CN104588897A (zh) * 2014-11-21 2015-05-06 东方电气集团东方汽轮机有限公司 钛-钢复合板结合层缺陷修复方法
CN105108375A (zh) * 2015-08-13 2015-12-02 江苏新航合金科技有限公司 一种镍铬锰铌合金焊丝
CN105562964A (zh) * 2014-05-17 2016-05-11 江苏图南合金股份有限公司 将牌号为Cr28Ni48W5的镍基合金制成较细焊丝的方法
CN106695173A (zh) * 2017-03-17 2017-05-24 中国石油天然气集团公司 一种焊接钛‑钢复合板近钛层的焊接材料及其制备方法
CN107803610A (zh) * 2017-10-15 2018-03-16 西安航空学院 用于焊接钛‑纯铝‑铝合金复合板过渡层的焊接材料及焊接方法
CN108406164A (zh) * 2018-04-11 2018-08-17 丹阳市华龙特钢有限公司 一种高性能不锈钢堆焊镍基特种焊丝及其制备方法
CN109048012A (zh) * 2018-08-02 2018-12-21 广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院） 一种钛钢复合板的焊接方法及其应用
CN109317794A (zh) * 2018-12-07 2019-02-12 安徽工业大学 一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法
CN110773917A (zh) * 2019-11-13 2020-02-11 中国航发动力股份有限公司 一种铸件补焊区域识别及检验的方法
CN112091476A (zh) * 2020-09-29 2020-12-18 江阴机械制造有限公司 一种涡轮壳排废阀焊接用焊丝、焊接工艺及焊接工装

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59199192A (ja) * 1983-04-21 1984-11-12 エム・ア−・エン・マシ−ネンフアブリ−ク・アウクスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト 熱交換器等の管板に管を気孔なしに溶接するための溶接ワイヤ
US6242113B1 (en) * 1999-06-10 2001-06-05 Inco Alloys International, Inc. Welding alloy and articles for use in welding, weldments and methods for producing weldments
CN1428448A (zh) * 2001-12-25 2003-07-09 中国科学院金属研究所 真空感应熔炼Ti－Ni及Ti－Ni－Nb形状记忆合金的工艺
JP2008183618A (ja) * 2007-01-05 2008-08-14 Nippon Steel Corp 耐脆性き裂伝播特性に優れた突合せ多パス溶接継手及び溶接構造体
CN101248197A (zh) * 2005-01-25 2008-08-20 亨廷顿冶金公司 具有抗失延裂纹的药皮焊条及由此产生的堆焊
CN101402268A (zh) * 2008-11-21 2009-04-08 西安天力金属复合材料有限公司 一种钛及钛合金/钢复合板及其制备方法
CN102463422A (zh) * 2010-11-12 2012-05-23 株式会社神户制钢所 焊接用Ni基合金实芯焊丝
CN102699484A (zh) * 2012-04-28 2012-10-03 洛阳双瑞金属复合材料有限公司 一种钛-钢复合板中钛复材的焊接方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59199192A (ja) * 1983-04-21 1984-11-12 エム・ア−・エン・マシ−ネンフアブリ−ク・アウクスブルク−ニユルンベルク・アクチエンゲゼルシヤフト 熱交換器等の管板に管を気孔なしに溶接するための溶接ワイヤ
US6242113B1 (en) * 1999-06-10 2001-06-05 Inco Alloys International, Inc. Welding alloy and articles for use in welding, weldments and methods for producing weldments
CN1428448A (zh) * 2001-12-25 2003-07-09 中国科学院金属研究所 真空感应熔炼Ti－Ni及Ti－Ni－Nb形状记忆合金的工艺
CN101248197A (zh) * 2005-01-25 2008-08-20 亨廷顿冶金公司 具有抗失延裂纹的药皮焊条及由此产生的堆焊
JP2008183618A (ja) * 2007-01-05 2008-08-14 Nippon Steel Corp 耐脆性き裂伝播特性に優れた突合せ多パス溶接継手及び溶接構造体
CN101402268A (zh) * 2008-11-21 2009-04-08 西安天力金属复合材料有限公司 一种钛及钛合金/钢复合板及其制备方法
CN102463422A (zh) * 2010-11-12 2012-05-23 株式会社神户制钢所 焊接用Ni基合金实芯焊丝
CN102699484A (zh) * 2012-04-28 2012-10-03 洛阳双瑞金属复合材料有限公司 一种钛-钢复合板中钛复材的焊接方法

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105562964B (zh) * 2014-05-17 2017-11-07 江苏图南合金股份有限公司 将牌号为Cr28Ni48W5的镍基合金制成较细焊丝的方法
CN105562963B (zh) * 2014-05-17 2017-11-21 江苏图南合金股份有限公司 成材率较高的制备镍基合金焊丝方法
CN105562964A (zh) * 2014-05-17 2016-05-11 江苏图南合金股份有限公司 将牌号为Cr28Ni48W5的镍基合金制成较细焊丝的方法
CN105562965A (zh) * 2014-05-17 2016-05-11 江苏图南合金股份有限公司 制备镍基合金焊丝的方法
CN105562963A (zh) * 2014-05-17 2016-05-11 江苏图南合金股份有限公司 成材率较高的制备镍基合金焊丝方法
CN105562965B (zh) * 2014-05-17 2017-11-07 江苏图南合金股份有限公司 制备镍基合金焊丝的方法
CN104028917A (zh) * 2014-06-04 2014-09-10 西安理工大学 用于熔焊对接钛-钢复合板的药芯焊丝及其制备方法
CN104028917B (zh) * 2014-06-04 2016-06-29 西安理工大学 用于熔焊对接钛-钢复合板的药芯焊丝及其制备方法
CN104588897A (zh) * 2014-11-21 2015-05-06 东方电气集团东方汽轮机有限公司 钛-钢复合板结合层缺陷修复方法
CN105108375A (zh) * 2015-08-13 2015-12-02 江苏新航合金科技有限公司 一种镍铬锰铌合金焊丝
CN106695173A (zh) * 2017-03-17 2017-05-24 中国石油天然气集团公司 一种焊接钛‑钢复合板近钛层的焊接材料及其制备方法
CN106695173B (zh) * 2017-03-17 2019-09-20 中国石油天然气集团公司 一种焊接钛-钢复合板近钛层的焊接材料及其制备方法
CN107803610A (zh) * 2017-10-15 2018-03-16 西安航空学院 用于焊接钛‑纯铝‑铝合金复合板过渡层的焊接材料及焊接方法
CN108406164A (zh) * 2018-04-11 2018-08-17 丹阳市华龙特钢有限公司 一种高性能不锈钢堆焊镍基特种焊丝及其制备方法
CN109048012A (zh) * 2018-08-02 2018-12-21 广东省焊接技术研究所（广东省中乌研究院） 一种钛钢复合板的焊接方法及其应用
CN109317794A (zh) * 2018-12-07 2019-02-12 安徽工业大学 一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法
CN109317794B (zh) * 2018-12-07 2020-09-04 安徽工业大学 一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法
CN110773917A (zh) * 2019-11-13 2020-02-11 中国航发动力股份有限公司 一种铸件补焊区域识别及检验的方法
CN112091476A (zh) * 2020-09-29 2020-12-18 江阴机械制造有限公司 一种涡轮壳排废阀焊接用焊丝、焊接工艺及焊接工装

Also Published As

Publication number Publication date
CN103567660B (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103567660A (zh) 用于焊接钛-管线钢复合板过渡层的焊接材料及焊接方法
CN105014207B (zh) 一种基于钒/铜固溶过渡连接的含钛金属层/管线钢层复合板焊接工艺
CN101559544B (zh) 纯Ar气体保护焊用MIG药芯焊丝及MIG弧焊方法
CN104797730B (zh) 极低温钢的焊接接头及用于制造该焊接接头的焊接材料
CN101157164B (zh) 高张力钢用气体保护弧焊药芯焊丝
CN102699484B (zh) 一种钛-钢复合板中钛复材的焊接方法
CN102049599B (zh) 一种超高强海洋结构用钢板f460z埋弧焊接方法
CN107921590B (zh) 气体保护电弧焊用药芯焊丝
CN107143702A (zh) 一种高性能耐腐蚀经济型复合钢材连续油管及其制造方法
CN106425104B (zh) 一种钛钢复合管单面焊双面成型焊接方法
CN103567661B (zh) 钛-钢复合板熔焊对接过渡层用焊接材料的制备方法
CN102773616B (zh) 一种高强度低屈强比桥梁钢的复合焊接方法
CN104028917A (zh) 用于熔焊对接钛-钢复合板的药芯焊丝及其制备方法
CN102554495B (zh) 高韧性电气焊自保护药芯焊丝
CN110076430B (zh) 一种厚度≥40mm的1000MPa钢板的气保护焊接方法
CN103567613A (zh) 一种不锈钢复合板铁路罐车焊接工艺
JP6901868B2 (ja) エレクトロスラグ溶接用ワイヤ、エレクトロスラグ溶接用フラックス及び溶接継手
CN103464876A (zh) P690ql1与q370r异种钢的埋弧焊焊接方法
KR102283410B1 (ko) 스테인레스 강 적용분야를 위한 용접 파형
CN113828960A (zh) 一种铜-钢复合板对接焊接用焊接材料及焊接方法
CN108637438A (zh) 一种石油天然气输送用冶金复合管的焊接方法
CN106794559B (zh) 气体保护电弧焊用药芯焊丝
CN108290239A (zh) 立式窄坡口气体保护弧焊方法
CN104772577A (zh) 一种用于船体、海洋钻井平台超低温药芯焊丝
JP6579249B2 (ja) 低温靭性に優れたラインパイプ用溶接鋼管並びにその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160622

Termination date: 20201030

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee