CN113070575A - 双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构 - Google Patents
双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113070575A CN113070575A CN202110383998.8A CN202110383998A CN113070575A CN 113070575 A CN113070575 A CN 113070575A CN 202110383998 A CN202110383998 A CN 202110383998A CN 113070575 A CN113070575 A CN 113070575A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- composite
- layer
- bimetal
- butt
- 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
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
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
- B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
-
- 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
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/60—Preliminary treatment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明涉及焊接生产领域,尤其是一种不用中间过渡层焊接、通过焊缝坡口设置和焊接方法选用和工艺优化,避免基体层和复合层中元素通过熔体接触、混合而产生不良影响,以保证焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能的双金属复合板的对接焊方法,包括如下步骤:a、材料准备:形成基体层钝边结构和基体层坡口结构;b、清理焊缝及焊缝附近表面;c、组对:将两板对接,并通过采用工装夹具固定所述双金属复合板;d、焊接:首先采用激光焊方法焊接复合层焊缝,然后,采用电弧焊焊接基体层钝边结构的部分,最后,采用电弧焊或激光复合焊方法完成所需焊接的焊缝的余下焊道。本发明尤其适用于双金属复合板的对接焊接工艺之中。
Description
技术领域
本发明涉及焊接生产领域,尤其是一种双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构。
背景技术
钛或钛合金,在海水和常见酸性介质中的耐腐蚀性十分优异,因而常常应用于化工、能源、海洋工程等领域的重要场合。然而,钛和钛合金价格昂贵。为了降低成本,常常以钛/钢复合板的形式应用钛合金,即将钛合金作为与介质接触的复合层,提供复合材料的耐腐蚀性能,而力学性能优异的钢材作为基体材料提供复合材料的力学性能。不锈钢/碳钢复合板的意义与钛/钢复合板的意义相似。不锈钢耐腐蚀,但价格同样较碳钢贵得多。采用不锈钢/碳钢复合板既利用了不锈钢的耐蚀性,又大大降低了成本。通常采用爆炸焊方法、扩散焊、热压焊或热轧方法生产钛/钢复合板和不锈钢/碳钢复合板。然而,这些方法虽然可以解决复合层板(钛板或不锈钢板)和基体板材(钢板)的连接问题,但对于复合板的对接并不适用。
复合板的对接,即将两块复合板的基体层互相焊接,其复合层材料互相焊接,是一个工艺难题。然而,在钛/钢复合管、不锈钢/碳钢等复合管制造和应用过程中,无论是螺旋焊管、纵缝焊管还是环缝对接,均涉及到此类复合材料的对接;虽然所涉及的焊接问题不是平板对接,但其实质与复合板的平板对接问题相同。
对于钛/钢复合板的焊接,因为钛与铁元素的化学性质差异大,当钛的熔体与铁的熔体混合,冷却凝固后,将形成大量脆性的钛与铁的金属间化合物,使接头极脆,因而任何导致钛熔体和铁熔体接触、混合的焊接方法实际是不可行的。采用常见的电弧焊方法直接对焊钛/钢复合板,无论是先焊接钢基体还是先焊接钛复合层,很难避免钛和铁在界面处的混溶。可采用过渡层方法,例如,先焊钛复合层,再在此焊道上堆焊多层中间层——钒层、铬层、镍层,再焊接钢基体。此方法工艺复杂、成本高,焊接质量还不稳定。可采用盖板搭接焊方法,即先去除焊缝附近钛层,在正面焊接钢基体对接焊缝,再取合适宽度的钛条盖在反面钛复合层上,在反面,通过两条搭接焊缝将钛条和钛复合层焊接起来。此方法可保证接头力学性能,但在钛钢复合板的重要应用领域-管道,钛层在管道内侧,施工(尤其是小直径管的制管或组焊工序)较困难,且盖板导致管道内径变窄,流体阻力变大,介质冲刷易导致焊缝失效;此外,盖板易下垂,在介质作用下,导致失效,甚至复合层剥离,堵塞管道。通常的情况下,要求“单面焊、双面成形”。各种固态焊接方法,如:摩擦焊、闪光焊、电阻对焊、扩散焊等,对复合板对接的问题,适应性也较差。
不锈钢/碳钢复合板的对接问题与钛/钢复合板对接问题类似。碳钢成分对不锈钢合金成分(如铬)的稀释及不锈钢中铬元素与碳钢中的碳反应引起的贫铬,导致不锈钢层耐蚀性恶化;另外,脆性化合物的存在对力学性能也有明显影响。因此,现有焊接方法同样存在焊接质量差的问题。在采用钛/钢复合板制造钛/钢复合管、采用不锈钢/碳钢复合板制造不锈钢/碳钢管的过程中,以及钛/钢复合管、不锈钢/碳钢复合管的对接组焊过程中,都涉及复合板材料的对接焊问题。因此,需要合适的方法,同时确保接头的力学性能和耐腐蚀性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种避免基体层和复合层中元素通过熔体接触、混合而产生不良影响,以保证焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能的双金属复合板的双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:双金属复合板的对接焊结构所进行的焊接方法,包括如下步骤:a、材料准备:将两个双金属复合板的焊接面加工平整并对向设置,然后在焊接面处切除部分基体层材料并形成基体层钝边结构和基体层坡口结构;b、清理焊缝及焊缝附近表面:先打磨去除复合层焊缝和基体层钝边结构以及其附近区域的氧化皮,再用有机溶剂擦拭并去除油污;c、组对:将两板对接,其中,两个双金属复合板的复合层之间通过复合层焊缝紧贴设置,并通过采用工装夹具固定所述双金属复合板;d、焊接:首先采用激光焊方法焊接复合层焊缝,然后,采用电弧焊焊接基体层钝边结构的部分,最后,采用电弧焊或激光复合焊方法,通过多层多道焊完成所需焊接的焊缝的余下焊道。
进一步的是,步骤a中,焊接面加工平整的方式为铣削、线切割后铣平、刨削或磨削。
进一步的是,步骤b中,打磨方法为采用角磨机和钢丝轮,所述有机溶剂为无水乙醇或丙酮。
进一步的是,双金属复合板的对接焊结构,所述双金属复合板包括复合层和基体层,包括待焊接的两个双金属复合板,所述两个双金属复合板的焊接面对向设置,其中,两个双金属复合板的复合层之间通过复合层焊缝紧贴设置,两个双金属复合板的基体层之间设置有基体层钝边结构和基体层坡口结构,所述基体层钝边结构设置于紧贴复合层焊缝一侧。
进一步的是,所述双金属复合板的复合层为钛,基体层为钢。
进一步的是,所述双金属复合板的复合层为不锈钢,基体层为碳钢。
进一步的是,所述复合层焊缝的缝隙小于0.2mm。
进一步的是,所述基体层坡口结构的坡口角度范围为15°至45°。
进一步的是,所述基体层钝边结构的钝边厚度范围为1至4mm。
进一步的是,所述复合层焊缝为复合层激光焊焊缝。
本发明的有益效果是:在实际焊接时,本发明所采用激光焊方法利用了激光束能量集中、光斑直径小的特点,通过设置基体层坡口结构,可以使激光透过基体层之间的坡口间隙从而直接焊接两个复合层。其中,此焊接过程不会导致基体材料熔化及其与复合材料的熔体的接触、混合。随后,再进行基体层底层坡口部分的焊接时,利用了钝边之间间隙较窄、钝边深度相对较深、电弧线能量较小时,电弧焊熔透深度有限的特性,可实现基体层钝边部分材料熔透,形成接头,而由于电弧对复合层材料无直接加热作用,而不会导致其熔化。本发明单面焊、双面成形的焊接方式,巧妙的解决了基体层和复合层中元素通过熔体接触、混合而产生不良影响的问题,保证了焊接的质量。且无需进行中间过渡层焊接的工序。相比于采用中间过渡层的焊接方法,本方法成本更低,接头性能更稳定,可操作性、实用性更好。本发明尤其适用于双金属复合板的对接焊接工艺之中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是完成焊接后的示意图。
图中标记为:复合层1、基体层2、复合层焊缝3、基体层钝边结构4、基体层坡口结构5、基体层填充焊焊道6、基体层钝边焊缝7、钝边厚度H、坡口角度a、复合层凸出台阶厚度D。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示的双金属复合板的对接焊结构,所述双金属复合板包括复合层1和基体层2,包括待焊接的两个双金属复合板,所述两个双金属复合板的焊接面对向设置,其中,两个双金属复合板的复合层1之间通过复合层焊缝3紧贴设置,两个双金属复合板的基体层2之间设置有基体层钝边结构4和基体层坡口结构5,所述基体层钝边结构4设置于紧贴复合层焊缝3一侧。
本发明可解决钛钢复合板、不锈钢/碳钢复合板的焊接问题。焊接接头静态力学性能好,钛侧或不锈钢侧的耐腐蚀性能、耐氧化性得以保留,该方法简单、易操作。在钛钢复合管、不锈钢/碳钢复合管的生产中,用于纵缝、螺旋焊缝焊接,在管材对接焊现场用于环缝焊接。在实际焊接时,一般采用如下步骤进行焊接:a、材料准备:将两个双金属复合板的焊接面加工平整并对向设置,然后在焊接面处切除部分基体层2材料并形成基体层钝边结构4和基体层坡口结构5;b、清理焊缝及焊缝附近表面:先打磨去除复合层焊缝3和基体层钝边结构4以及其附近区域的氧化皮,再用有机溶剂擦拭并去除油污;c、组对:将两板对接,其中,两个双金属复合板的复合层1之间通过复合层焊缝3紧贴设置,并通过采用工装夹具固定所述双金属复合板;d、焊接:首先采用激光焊方法焊接复合层焊缝3,然后,采用电弧焊焊接基体层钝边结构4的部分,最后,采用电弧焊或激光复合焊方法,通过多层多道焊完成所需焊接的焊缝的余下焊道。具体的讲,焊接步骤可以按照如下的工艺流程进行:(1)材料准备:先采用机械加工方法使板材待焊表面即板侧面平整,两板对接缝隙较小;再采用机械加工方法在待焊表面即板侧面切除一定厚度的基体层材料,保留复合层;对基体层材料开坡口,设置一定厚度的钝边。(2)清理焊缝及焊缝附近表面:先通过机械打磨方法去除焊缝附近其它区域即板正面和背面的氧化皮,再用有机溶剂擦拭,去除经过上述程序机械加工的待焊表面即板侧面和焊缝附近区域即板正面和背面的油污;(3)组对:将两板对接。复合层设置在焊缝背面;使两板复合层间紧密贴合、不留间隙,无明显错边。采用工装、夹具固定,避免焊接过程中因焊接变形而发生错边或产生间隙。(4)焊接:在正面和背面保护气的保护作用下施焊。采用激光焊方法焊接复合层对接焊缝;一道焊缝焊透复合层。然后,采用电弧焊焊接基体层钝边部分。最后,采用电弧焊或激光复合焊方法,通过多层多道焊完成焊缝余下焊道。上述焊缝方法的步骤(1)即材料准备环节中,所述机械加工方法可以是铣削、线切割后铣平、刨削或磨削。使复合层互相贴合后,在整个焊缝区域,复合层之间缝隙均小于0.2mm。所述切除基体层材料厚度为0.6mm至1.5mm之间某固定值,公差最大为±0.1mm。所述基体材料钝边厚度为1至4mm,公差最大值为±0.2mm;坡口角度为单边15°至45°。上述焊缝方法的步骤(2)即清理焊缝及焊缝附近表面环节中,所述打磨方法优选为采用角磨机和钢丝轮。所述有机溶剂优选为无水乙醇或丙酮,擦拭工序优选采用绸布。上述焊缝方法的步骤(3)即组对环节中,组对、固定后,在整个焊缝区域,复合层之间缝隙均小于0.2mm,错边容许值为0.1mm。上述焊缝方法的步骤(4)中,采用拖罩和焊枪提供正面保护气,托罩保护区域大于激光束后3mm至100mm长度、焊缝两侧各10mm宽度区域。采用背保护装置提供背面保护气,保护区域大于焊缝两侧各10mm宽度区域;正面、背面保护气和焊枪保护气流量为10-20L/min。所述激光焊方法,采用光纤激光,其光斑直径≤0.6mm;采用自动焊方法,使激光束垂直复合层表面,路径设置时,避免激光束照射基体层之间间隙两侧的基体材料。所述底层坡口部分的电弧焊方法为自动TIG焊、自动MIG焊。所述自动TIG焊,焊接电流为30A至100A,焊丝直径为1-2mm,焊接速度为1-50cm/min;电流较大时,采用较大的焊接速度。所述自动MIG焊,焊丝直径为1-2mm,送丝速度为3-10m/min,焊接速度5-150cm/min;电流较大时,采用较大的焊接速度。所述焊缝余下焊道的焊接方法为填丝的TIG焊、MIG焊,等离子焊、激光焊、激光-电弧复合焊、或埋弧焊。通过试验设置合适的自动电弧焊参数:焊接参数最小时,使钝边部分接近全焊透(允许≤0.5mm厚度未焊透);焊接参数最大时,全焊透且导致复合层表层微量熔化(复合层材料熔化深度≤0.2mm);合适的电弧焊参数处于二者之间。采用这样的电弧焊参数焊接基体层时,即使基体层坡口部分少量厚度(≤0.5mm)材料未熔透,对于承受静载荷的接头,其力学性能受影响不大;同样,复合层微熔导致的减薄较薄且可控时,复合层的抗腐蚀性能、复合层焊缝的力学性能和基体层焊缝力学性能受影响较小。余下焊道的焊接不涉及复合层和基体层材料反应的问题,其焊接方法的选用和参数设置以提高焊接质量即基体层焊缝力学性能和焊接效率为目的。
就具体应用而言,可以对材质做出如下选择:所述双金属复合板的复合层1为钛,基体层2为钢,亦或所述双金属复合板的复合层1为不锈钢,基体层2为碳钢。为了获得更佳的焊接品质,在焊接组对时,保证所述复合层焊缝3的缝隙小于0.2mm,优选所述基体层坡口结构5的坡口角度a范围为15°至45°,优选所述复合层焊缝3为复合层激光焊焊缝3。
实施例
实施例1
采用本发明提出的双金属复合板的对接焊结构及焊接方法,焊接钛/钢复合板。其中,复合层(1)材料为TC4钛合金,基体层(2)材料为X80管线钢。复合层厚度为1mm;基体层厚度18mm。
焊接程序包括如下步骤:
a、先采用铣削方法将板材焊接端面铣平。将其组对、贴紧,用塞尺检验,两板对接缝隙<0.1mm。再采用铣削方法在待焊端面切除1.2mm厚度的X80钢材料,保留钛层;此时,钛层是相对于基体层伸出1.2mm的台阶。再采用铣削的方法开基体材料坡口,坡口角度为单边30°,钝边3mm;
b、清理焊缝及焊缝附近表面:采用角磨机和钢丝轮打磨焊缝附近区域(板正面和背面)氧化皮,再用绸布和丙酮擦拭焊缝端面和焊缝附近区域,去除经过上述程序机械加工的待焊表面(板侧面)和焊缝附近区域(板正面和背面)油污;
c、组对:将两板对接。复合层设置在焊缝背面;即进行“单面焊、双面成形”焊接时先焊复合层,再焊基体层。使两板复合层间紧密贴合,用塞尺检验,缝隙小于0.1mm。在整条焊缝上,错边量<0.1mm。采用工装、夹具固定,避免焊接过程中因焊接变形而发生错边或产生间隙;
d、焊接:在正面和背面保护气的保护作用下施焊。采用拖罩和焊枪提供正面保护气,拖罩保护区域为激光束前20mm和激光束后1mm至200mm长度、焊缝两侧各20mm宽度的区域。采用背保护装置提供背面保护气,保护区域为整个焊缝两侧各10mm宽度区域。先用激光焊方法一次焊透复合层,采用光纤激光,激光-MIG复合焊枪头,其光斑直径为0.6mm,功率0.8kw,焊接速度2m/min,焦点位置为焊缝表面;托罩保护气流量为20L/min、背面保护气流量为10L/min、MIG焊枪提供的保护气流量为15L/min;采用自动焊方法,使激光束垂直复合层表面,路径设置时,避免激光束照射基体层之间间隙两侧的基体材料。再采用自动MiG焊方法焊接基体材料钝边部分。该自动MIG焊工艺,其送丝速度为5m/min,焊接速度为60cm/min;MIG焊枪提供的保护气流量为20L/min。余下焊道的焊接采用激光-MIG复合焊方法。
实施效果:钛层焊缝致密,无明显缺欠,背面余高约0.2mm;焊缝中铁元素含量未见明显增加。在焊缝处,钢基体层和钛复合层材料未因焊接发生反应,未见脆性化合物层。钢基体层靠近钛复合层处未熔透区域小于0.3mm。在接头上取样进行接头抗拉强度检测,接头断在母材。
实施例2
采用本发明提出的双金属复合板的对接焊结构及焊接方法,焊接钛/钢复合板。复合层材料为TA1纯钛,基体层材料为Q235钢。复合层厚度为0.8mm;基体层厚度6mm。
焊接程序包括如下步骤:
a、先采用铣削方法将板材焊接端面铣平。将其组对、贴紧,用塞尺检验,两板对接缝隙<0.1mm。再采用铣削方法在待焊端面切除1mm厚度的Q235钢材料,保留钛层;此时,钛层是相对于基体层伸出1mm的台阶。再采用铣削的方法开基体层坡口,其角度为单边30°,钝边厚度2mm;
b、清理焊缝及焊缝附近表面:采用角磨机和钢丝轮打磨焊缝附近区域(板正面和背面)氧化皮,再用绸布和丙酮擦拭焊缝端面和焊缝附近区域,去除经过上述程序机械加工的待焊表面(板侧面)和焊缝附近区域(板正面和背面)油污;
c、组对:将两板对接。复合层设置在焊缝背面;即进行“单面焊、双面成形”焊接时先焊复合层,再焊基体层。使两板复合层间紧密贴合,用塞尺检验,缝隙小于0.1mm。在整条焊缝上,错边量<0.1mm。采用工装、夹具固定,避免焊接过程中因焊接变形而发生错边或产生间隙;
d、焊接:在正面和背面保护气的保护作用下施焊。采用拖罩提供正面保护气,拖罩保护区域为激光束前20mm和激光束后1mm至200mm长度、焊缝两侧各20mm宽度的区域。采用背保护装置提供背面保护气,保护区域为整个焊缝两侧各10mm宽度区域。先用激光焊方法一次焊透复合层,采用光纤激光,其光斑直径为0.6mm,功率0.6kw,焊接速度2m/min,焦点位置为焊缝表面;拖罩保护气流量为20L/min、背面保护气流量为10L/min;采用自动焊方法,使激光束垂直复合层表面,路径设置时,避免激光束照射基体层之间间隙两侧的基体材料。再采用自动TIG焊方法焊接基体材料钝边部分:采用φ1.2mm碳钢焊丝;焊接电流为80A,焊接速度为20cm/min;TIG焊枪提供的保护气流量为20L/min。余下焊道的焊接采用TIG焊、二层三道方法完成。
实施效果:钛层焊缝致密,无明显缺欠,背面余高约0.2mm;焊缝中铁元素含量未见明显增加。在焊缝处,钢基体层和钛复合层材料未因焊接发生明显反应,未见脆性化合物层。钢基体层靠近钛复合层处未熔透区域小于0.2mm。在接头上取样进行接头抗拉强度检测,接头断在母材。
实施例3
采用本发明提出的双金属复合板的对接焊结构及焊接方法,焊接不锈钢/碳钢复合板。复合层材料为SUS316L不锈钢,基体层材料为Q235钢。复合层厚度为1mm;基体层厚度8mm。焊接程序包括如下步骤:
a、先采用铣削方法将板材焊接端面铣平。将其组对、贴紧,用塞尺检验,两板对接缝隙<0.1mm。再采用铣削方法在待焊端面切除1.5mm厚度的Q235钢材料,保留不锈钢层;此时,钛层是相对于基体层伸出1.5mm的台阶。再采用铣削的方法开基体层坡口,角度为单边30°,钝边厚度2mm;
b、清理焊缝及焊缝附近表面:采用角磨机和钢丝轮打磨焊缝附近区域(板正面和背面)氧化皮,再用绸布和无水乙醇擦拭焊缝端面和焊缝附近区域,去除经过上述程序机械加工的待焊表面(板侧面)和焊缝附近区域(板正面和背面)油污;
c、组对:将两板对接。复合层设置在焊缝背面;即进行“单面焊、双面成形”焊接时先焊复合层,再焊基体层。使两板复合层间紧密贴合,用塞尺检验,缝隙小于0.1mm。在整条焊缝上,错边量<0.1mm。采用工装、夹具固定,避免焊接过程中因焊接变形而发生错边或产生间隙;
d、焊接:在正面和背面保护气的保护作用下施焊。采用拖罩和焊枪提供正面保护气,拖罩保护区域为激光束前20mm和激光束后1mm至200mm长度、焊缝两侧各20mm宽度的区域。先用激光焊方法一次焊透复合层,采用光纤激光,激光-MIG复合焊枪头,其光斑直径为0.6mm,功率0.8kw,焊接速度2.5m/min,焦点位置为焊缝表面;托罩保护气流量为20L/min、MIG焊枪提供的保护气流量为15L/min;采用自动焊方法,使激光束垂直复合层表面,路径设置时,避免激光束照射基体层之间间隙两侧的基体材料。再采用自动MIG焊方法焊接基体层钝边部分。自动MIG焊参数:碳钢焊丝,直径1.2mm,送丝速度6m/min,焊接速度为60cm/min;MIG焊枪提供的保护气流量为20L/min。余下焊道的焊接采用激光-MIG复合焊方法。
实施效果:碳钢基体层完全熔透,无未熔合缺欠。不锈钢层焊缝致密,无明显缺欠,焊缝背面余高小于0.2mm;除碳钢焊缝和不锈钢焊缝界面处,不锈钢焊缝中铬元素含量未见明显减少,碳元素未见明显增加。钢焊缝和钛焊缝界面厚度小于0.2mm。在接头上取样进行接头抗拉强度检测,接头断在母材。
Claims (10)
1.双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:
a、材料准备:将两个双金属复合板的焊接面加工平整并对向设置,然后在焊接面处切除部分基体层(2)材料并形成基体层钝边结构(4)和基体层坡口结构(5);
b、清理焊缝及焊缝附近表面:先打磨去除复合层焊缝(3)和基体层钝边结构(4)以及其附近区域的氧化皮,再用有机溶剂擦拭并去除油污;
c、组对:将两板对接,其中,两个双金属复合板的复合层(1)之间通过复合层焊缝(3)紧贴设置,并通过采用工装夹具固定所述双金属复合板;
d、焊接:首先采用激光焊方法焊接复合层焊缝(3),然后,采用电弧焊焊接基体层钝边结构(4)的部分,最后,采用电弧焊或激光复合焊方法,通过多层多道焊完成所需焊接的焊缝的余下焊道。
2.如权利要求1所述的双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法,其特征在于:步骤a中,焊接面加工平整的方式为铣削、线切割后铣平、刨削或磨削。
3.如权利要求1所述的双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法,其特征在于:步骤b中,打磨方法为采用角磨机和钢丝轮,所述有机溶剂为无水乙醇或丙酮。
4.利用权利要求1所述的双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法所进行的双金属复合板的对接焊结构,所述双金属复合板包括复合层(1)和基体层(2),其特征在于:包括待焊接的两个双金属复合板,所述两个双金属复合板的焊接面对向设置,其中,两个双金属复合板的复合层(1)之间通过复合层焊缝(3)紧贴设置,两个双金属复合板的基体层(2)之间设置有基体层钝边结构(4)和基体层坡口结构(5),所述基体层钝边结构(4)设置于紧贴复合层焊缝(3)一侧。
5.如权利要求4所述的双金属复合板的对接焊结构,其特征在于:所述双金属复合板的复合层(1)为钛,基体层(2)为钢。
6.如权利要求4所述的双金属复合板的对接焊结构,其特征在于:所述双金属复合板的复合层(1)为不锈钢,基体层(2)为碳钢。
7.如权利要求4、5或6所述的双金属复合板的对接焊结构,其特征在于:所述复合层焊缝(3)的缝隙小于0.2mm。
8.如权利要求4、5或6所述的双金属复合板的对接焊结构,其特征在于:所述基体层坡口结构(5)的坡口角度(a)范围为15°至45°。
9.如权利要求4、5或6所述的双金属复合板的对接焊结构,其特征在于:所述基体层钝边结构(4)的钝边厚度(H)范围为1至4mm。
10.如权利要求4、5或6所述的双金属复合板的对接焊结构,其特征在于:所述复合层焊缝(3)为复合层激光焊焊缝(3)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110383998.8A CN113070575B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110383998.8A CN113070575B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113070575A true CN113070575A (zh) | 2021-07-06 |
CN113070575B CN113070575B (zh) | 2022-07-19 |
Family
ID=76615935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110383998.8A Active CN113070575B (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113070575B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114393309A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-26 | 西安理工大学 | 激光与电弧复合制备钛-钢梯度结构用焊接材料及方法 |
CN114952050A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-08-30 | 南京工业大学 | 一种适用于8mm以上大直径厚壁筒体的复合焊接方法 |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1271783A (en) * | 1969-03-03 | 1972-04-26 | Dynamit Nobel Ag | Improvements in or relating to the welding together of welded composite bodies |
AU5931898A (en) * | 1997-02-04 | 1998-08-25 | Federal Mogul Corporation | Laser-welded bearing and method of making same |
US20040020970A1 (en) * | 2000-07-25 | 2004-02-05 | Frank Palm | Laser supported friction stir welding method |
US20090114064A1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-05-07 | Leander Ahorner | Method of producing initial components for saw blades or saw bands |
CN101530947A (zh) * | 2009-04-08 | 2009-09-16 | 西安交通大学 | 一种搅拌摩擦钎焊制备双金属复合板的方法 |
CN101704164A (zh) * | 2009-04-30 | 2010-05-12 | 南京理工大学 | 高能束流焊接熔深倍增方法 |
CN101913014A (zh) * | 2010-08-24 | 2010-12-15 | 中冶集团华冶资源开发有限责任公司 | 不锈钢复合板的焊接方法 |
CN103358036A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-10-23 | 大连三高集团有限公司 | 一种不锈钢复合管焊接工艺 |
CN103878484A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 西安交通大学 | 一种层状双金属复合材料高效对接激光焊接方法 |
US20150360311A1 (en) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Kennametal Inc. | Composite wear pad and methods of making the same |
CN106425104A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-02-22 | 西南交通大学 | 一种钛钢复合管单面焊双面成型焊接方法 |
CN108067732A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-05-25 | 西安建筑科技大学 | 一种抑制钛-钢复合板对接焊接头过渡层裂纹的方法 |
CN108705200A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-26 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种不锈钢内衬复合板的焊接方法 |
US20190381601A1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Laser welding method and welded structure |
CN111702334A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-25 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种焊接x80管线钢板材的工艺方法 |
CN111702335A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-25 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种焊接304不锈钢板材的工艺方法 |
CN112122783A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-25 | 上海交通大学 | 一种碳钢-含镍合金复合板激光对接焊方法 |
CN112222653A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-15 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种层状双金属复合板的焊接方法 |
-
2021
- 2021-04-09 CN CN202110383998.8A patent/CN113070575B/zh active Active
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1271783A (en) * | 1969-03-03 | 1972-04-26 | Dynamit Nobel Ag | Improvements in or relating to the welding together of welded composite bodies |
AU5931898A (en) * | 1997-02-04 | 1998-08-25 | Federal Mogul Corporation | Laser-welded bearing and method of making same |
US20040020970A1 (en) * | 2000-07-25 | 2004-02-05 | Frank Palm | Laser supported friction stir welding method |
US20090114064A1 (en) * | 2006-05-10 | 2009-05-07 | Leander Ahorner | Method of producing initial components for saw blades or saw bands |
CN101530947A (zh) * | 2009-04-08 | 2009-09-16 | 西安交通大学 | 一种搅拌摩擦钎焊制备双金属复合板的方法 |
CN101704164A (zh) * | 2009-04-30 | 2010-05-12 | 南京理工大学 | 高能束流焊接熔深倍增方法 |
CN101913014A (zh) * | 2010-08-24 | 2010-12-15 | 中冶集团华冶资源开发有限责任公司 | 不锈钢复合板的焊接方法 |
CN103358036A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-10-23 | 大连三高集团有限公司 | 一种不锈钢复合管焊接工艺 |
CN103878484A (zh) * | 2014-03-25 | 2014-06-25 | 西安交通大学 | 一种层状双金属复合材料高效对接激光焊接方法 |
US20150360311A1 (en) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Kennametal Inc. | Composite wear pad and methods of making the same |
CN106425104A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-02-22 | 西南交通大学 | 一种钛钢复合管单面焊双面成型焊接方法 |
CN108067732A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-05-25 | 西安建筑科技大学 | 一种抑制钛-钢复合板对接焊接头过渡层裂纹的方法 |
CN108705200A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-10-26 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种不锈钢内衬复合板的焊接方法 |
US20190381601A1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-12-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Laser welding method and welded structure |
CN111702334A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-25 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种焊接x80管线钢板材的工艺方法 |
CN111702335A (zh) * | 2020-06-05 | 2020-09-25 | 成都先进金属材料产业技术研究院有限公司 | 一种焊接304不锈钢板材的工艺方法 |
CN112122783A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-25 | 上海交通大学 | 一种碳钢-含镍合金复合板激光对接焊方法 |
CN112222653A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-15 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种层状双金属复合板的焊接方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
何小东等: "双金属复合管成型焊接方式探讨及应用――采用冶金复合板材焊接", 《钢管》 * |
李占松: "冶金复合双金属管材的焊接技术探究", 《科技创新导报》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114393309A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-26 | 西安理工大学 | 激光与电弧复合制备钛-钢梯度结构用焊接材料及方法 |
CN114393309B (zh) * | 2022-01-11 | 2024-06-11 | 宝鸡巨成钛业股份有限公司 | 激光与电弧复合制备钛-钢梯度结构用焊接材料及方法 |
CN114952050A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-08-30 | 南京工业大学 | 一种适用于8mm以上大直径厚壁筒体的复合焊接方法 |
CN114952050B (zh) * | 2022-06-15 | 2023-04-14 | 南京工业大学 | 一种适用于8mm以上大直径厚壁筒体的复合焊接方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113070575B (zh) | 2022-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113070575B (zh) | 双金属复合板的无中间层对接焊焊接方法及焊接结构 | |
Khan | Welding science and technology | |
Dawes | Laser welding: a practical guide | |
Thomy et al. | Laser-MIG hybrid welding of aluminium to steel—effect of process parameters on joint properties | |
CN104493342B (zh) | 一种中厚板x型坡口不清根焊接工艺 | |
JP2005334974A (ja) | レーザ溶接方法 | |
CN110328449B (zh) | 一种管线钢中厚板的激光-mig电弧复合焊接方法 | |
EP2695694A1 (en) | Method of welding of elements for the power industry, particulary of sealed wall panels of power boilers using MIG/MAG and laser welding | |
CN110421261B (zh) | 添加复合中间层的钛合金-不锈钢异种金属激光焊接方法 | |
JP4326492B2 (ja) | レーザ溶接を用いた異材の接合方法 | |
CN112122783B (zh) | 一种碳钢-含镍合金复合板激光对接焊方法 | |
CN102179627A (zh) | 包覆钢一侧接头的铝-钢工件熔-钎焊焊接方法 | |
JP5949539B2 (ja) | エレクトロガスアーク溶接方法 | |
KR101008078B1 (ko) | 하이브리드 용접 방법 | |
Assuncao et al. | Conduction mode: broadening the range of applications for laser welding | |
CN110153531B (zh) | 一种双面焊接方法和双面焊接产品 | |
CN115647535A (zh) | 一种特种车辆复杂曲面构件双面双弧焊接方法 | |
JP5803160B2 (ja) | レーザ溶接鋼管の製造方法 | |
CN114054955A (zh) | 一种中厚板海洋平台用钢激光-电弧复合焊接工艺 | |
CN109014580B (zh) | 一种施加滚轧辅助的搭接激光间隙填粉焊方法 | |
JP2012187630A (ja) | 開先形状 | |
JP2006130510A (ja) | 厚板金属の突合せ溶接方法 | |
JP4350490B2 (ja) | 耐食性薄金属シートによる防食構造 | |
US7371994B2 (en) | Buried arc welding of integrally backed square butt joints | |
Mazumder et al. | Laser Beam Weld Design, Codes, and Quality Assessment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |