厚板异种钢焊接方法研究现状

当前，针对厚板异种钢焊接问题，众多学者采用GMAW窄间隙焊接方法、等离子束焊、电子束焊、激光深熔焊等焊接方法开展了大量的研究。

但对于企业生产来说，通常所焊部件的焊缝不规则，因此很难采用这些方法来实现焊接；由于压力容器的焊接工艺需要严格的试验验证及相关标准的许可，应慎重选择坡口形式、填充焊材、焊接方法及工艺参数；同时，生产中还要考虑现场施工与安装等问题，往往需要与传统焊接方法相互结合。在很多情况下压力容器生产是单件小批量，成本控制更多关注现有焊接工艺规程的效率提升。

通常在厚板焊接过程中，需要对被焊试件开制坡口，坡口型式对焊接规程有较大的影响，在NB/T47015《承压设备焊接工艺规程》规定的坡口中，U型坡口相对来说是比较经济且易于施焊，单面焊一般先采用TIG焊打底，然后进行焊条电弧焊或埋弧焊填充盖面。如果采用钝边量较厚的坡口，将减少埋弧焊焊道数，因此通过改进TIG焊，来增加熔深，如K-TIG(KeyholeTungsteninsertGasWelding)焊[34,35]、A-TIG(ActivatingTIG)[36-38]焊等。

对于A-TIG焊来说，在20世纪60年代的中期，由乌克兰巴顿焊接研究所(PWI)在钛合金TIG焊接中提出，将钛合金的待焊表面涂一层卤素化合物，发现能够增加焊接熔深，从而揭开了活性焊接A-TIG时代的序幕，该方法的研究受到了美国爱迪生焊接研究所(EWI)、英国焊接研究所(TWI)、大阪大学等多数国际知名研究机构的重视。和传统TIG焊相比能高达2-3倍，在不开坡口的情况下，能够一次完成对3-12mm厚板材的焊接。与常规TIG焊相比，A-TIG焊技术表现出焊接熔深大，生产率高、焊接领域广、成本低、焊接变形小等诸多优点。

在A-TIG焊接法的基础上，本课题组发展了耦合电弧AA-TIG（ArcassistedActivatingTIG）焊，如图1.3所示，这种焊接方法的保护气体是采用少量的CO2或O2和Ar的混合气体，同时缩短两个电极之间的距离，进而形成耦合电弧。

把双电极TIG焊和活性焊接方法的优点相结合，可以在电流和焊速都比较大的情况下得到熔深有大幅度加深而且表面成形比较好的焊缝，AA-TIG焊又分为双机分布电弧和双机耦合电弧，如图1.4所示，能够一次焊透8mm厚的304不锈钢板，并且因AA-TIG焊中省去了活性焊时涂覆表面活性剂的工序，大大提高了生产效率。