本發明涉及金屬焊接領域，尤其涉及一種碳鋼-含鎳合金復合板激光對接焊方法。
背景技術：
隨著工程環境介質的復雜化，在多數工程領域，單一組元材料已難以同時滿足成本與性能需求，由兩種及以上性能不同的金屬通過一定的加工制備手段復合而成的材料，兼具兩種金屬組元各自的優點的材料稱之為雙金屬復合板。其中以碳鋼為基層，以一定厚度的不銹鋼或鎳基合金為覆層，通過爆炸焊、真空軋制或其它復合的方式實現牢靠的冶金結合的碳鋼－含鎳合金復合板兼具覆層的高塑性、高韌性及基層的高強度，且耐蝕、耐磨、耐熱的覆層材料提高惡劣工作環境的適應性，與傳統單一組元鋼板相比，可節約鎳、鉻等合金元素含量70％～80％，從而節約成本30％～50％，具有顯著的性能和成本優勢，因此在石油化工、機械工程、食品醫療、核電、航空航天等領域具有廣泛應用。
盡管碳鋼－含鎳合金復合板有其優越性，單在結構制備與連接時由于其由兩種及以上材料復合形成，不同材料的化學成分、微觀組織及力學性能之間可能差異很大，因此對接焊接難度要遠高于單一組元金屬材料。例如，在焊接過程中合金元素的擴散與偏析，易形成復雜的金屬間化合物，造成基層的脆化，在基層側產生凝固裂紋；碳元素的遷移，容易在界面結合處形成碳化物，使其組織成分不均勻、不穩定，從而影響到力學性能和耐腐蝕性能等；基層與覆層異種金屬熱物性的差異，使焊接凝固過程收縮率差別大，容易引起較大的殘余應力導致接頭開裂。因此解決這些焊接性難題，對于碳鋼－含鎳合金復合板的實際生產與應用具有重要意義。
目前碳鋼－含鎳合金復合板的焊接在實際工程領域以電弧焊為主，而傳統電弧焊方法，熱輸入量大、能量密度低、熔化區域大，在覆層和過渡層焊接時，為避免合金元素的稀釋，小電流、低熱輸入的焊接要求大大降低了焊接施工效率；在焊接覆層與基層交界處，需要采用較覆層更高合金元素含量的焊材來進行過渡層焊接，這進一步增加了焊接成本。受限于焊接方法、焊接設備和焊接條件，碳鋼－含鎳耐蝕合金復合板的焊接通常為大角度的y形或x形坡口，且主要為以基層-過渡層-覆層為焊接順序的雙面焊工藝，除了需要消耗更多的焊材，也會增加焊接工序以及焊接接頭殘余拉應力和焊接變形量，影響到焊接效率和焊接質量。對于小口徑的內襯覆層的復合管制造和連接以及一些結構的空間限制等會導致無法在覆層側施焊的情況，需要從基層側施焊。雖然全焊道采用覆層匹配焊材可以實現覆層-過渡層-基層
聲明：
“碳鋼-含鎳合金復合板激光對接焊方法與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：上海交通大學
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2025年07月23日 ~ 26日 
