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船用钛-不锈钢BC-MIG焊接工艺机理研究

摘要

近年来，随着绿色船舶工程制造技术的迅速发展，船舶业面临绿色化、智能化的结

构转型趋势，产业结构向高技术、高附加值产品转型，向数字化、智能制造方向转型，

提高效率并降低成本，向绿色船舶方面转型。结合当下生产制造的要求，船舶焊接领域

对焊接材料选用、焊接工艺方法和焊接质量都提出了新的要求。针对钛-钢异种金属连接

在舰船和海洋结构物上的应用问题，提出旁路分流复合焊接工艺方法（BC-MIG）并对

工艺试验进行系统讨论，得到适用于船用钛-钢有效的连接方式，将会推动钛合金在海军

装备上的应用和钛钢复合结构的应用发展。

针对钛-钢复合结构件焊接困难、热输入难以控制以及力学性能差等问题，进行钛-

钢异种金属薄板熔钎焊试验，对熔钎焊接头进行微观组织分析及力学性能检测；通过建

立BC-MIG焊接工艺电信号监测和熔滴-熔池视觉信息采集系统，获得焊接过程中的

电弧特性及熔滴过渡形式，得到成形过程-微观组织、显微结构-力学性能系统，实现控

形控性的试验目标。针对较厚板材钛钢对接试验难以控制脆性开裂的问题，通过研究

BC-MIG对于焊接过程中热输入调控的作用，提升钛钢异种金属焊接的稳定性和适用性，

为该工艺在钛钢中厚板焊接中的应用提供机理分析及应用基础。

运用旁路分流工艺在进行船用钛-钢的异种金属焊接时不仅可以减少母材的热输入

减小焊接变形，还可以强化接头质量，为船用钛-钢异种金属中厚板连接问题的解决提供

优化试验和解决方案，具有较大的实用价值及应用前景，对促进钛合金在船舶领域的应

用具有重大意义。

关键词：钛钢异种金属；BC-MIG；微观组织分析；熔滴过渡；电弧模拟

船用钛-不锈钢BC-MIG焊接工艺机理研究

ABSTRACT

Inrecentyears,withtherapiddevelopmentofgreenshipengineeringmanufacturing

technology,Theshipbuildingindustryisalsofacingthetrendofgreenandintelligentstructural

transformation.Industrialstructuretendstothewayofhightechnologycontentandhighvalue-

addedproductstransformation.Transformationofshipbuildingindustrytodigitalizationand

smartmanufacturingcanimproveefficiency,reducecostsandtransformtogreenships.

Combinedwiththecurrentrequirementsofproductionandmanufacturing,thefieldofship

weldinghasputforwardnewrequirementsfortheselectionofweldingmaterials,welding

processmethodsandweldingquality.Basedontheas-mentionedresearchdirection,for

titaniumalloyandsteeldissimilarmetalconnectionsinshipsandmarinestructuresonthe

applicationoftheproblem,theproposedbypasscurrentmetalinertgasweldingprocessand

systematicdiscussionofthep