基于焊缝区间高熵化的钛-钢复合板TIG焊实验

摘要

钛-钢复合板被广泛用于石油、化工、盐化工、海水淡化造船等行业,但是由于钛和钢之间的线膨胀系数差异大焊接时变形量不同,易导致接头产生较大的残余应力;互溶性差极易形成大量脆性金属间化合物TiFe、TiFe2等,使得焊接难度较大.本文依据焊缝区间高熵化的技术思路,采用TIG焊的方法对TA2/Q345复合板进行对接焊,研究坡口形式、参数对其接头组织与性能的影响.结果表明:焊接TA2-Q345复合板时采用对焊开双V形坡口,基层钢侧坡口角度45°覆层钛侧坡口角度60°,间隙为2mm,钝边为1.5mm.先焊基层钢采用多道焊的方法,层间温度控制在100℃左右,焊丝选用H08Mn2Si.再焊过渡区,采用Ti-Fe-Ni-Cu-V系高熵合金焊材在I=130A,V=80～120mm/min,Q=17L/min的参数下进行.最后盖面采用TA2焊丝,在I=102A,V=80～120mm/min,Q=17L/min参数下进行.焊缝整体填充饱满,连续均匀,接头成形性好未出现裂纹等缺陷.焊缝金属与母材、焊缝金属与焊缝金属均熔合良好.过渡区焊缝形成了高熵化有效抑制焊缝脆性金属间化合物产生量,提高钛-钢复合板TIG焊接头性能.