随着能源需求的不断增长,长距离油气运输越来越重要,但频繁发生的油气泄漏、输送管爆炸事故,使得油气运输的安全性引起了人们的关注。腐蚀断裂是引起油气管管道事故的主要原因,为了提高管道耐腐蚀性,人们曾试图采用纯不锈钢,钛合金等材料用于油气管道制备,但高昂的成本使得人们不得不另寻途径。钛-钢双金属复合板集钛。钢优点于一身,极好的解决了该问题,但钛与钢的物理,化学特性差异过大,使得其难以熔焊对接。本文以TA1-X65复合板为试验母材,从熔化焊非均匀温度场与钛-钢复合板各层焊缝金属凝固的特殊性及组织匹配性出发,剖析钛-钢焊缝强韧性。过渡层界面适配等问题,根据焊接过程焊缝相的形成及强韧细化机理,分别设计了钛-管线钢复合板各层焊接材料。与此同时,结合母材的使用工况及管道焊接成型技术特点,制定了相应的焊接工艺。通过堆焊及其焊缝宏观与微观分析发现,以TAI实芯焊丝为钛层焊材,以Cu基药芯焊丝为过渡层焊材,ER50-6焊丝为钢层焊材可以实现钛与钢的冶金连接。但焊缝组织较为粗大,焊缝中出现少量的微观裂纹,焊缝的弯曲性能较差;通过对接试验及其焊缝组织与性能分析得到,焊缝力学性能较差的主要原因是由于Ti元素和Fe、C元素形成的金属间化合物具有较高硬度和(?)性造成的,结合分析结果,对母材结构进行了优化,采用爆炸形式生产钛-铜-钢复合板。从根本上解决复层钛和基层钢中的元素扩散问题,并通过对复合板焊接工艺的优化,最终实现了钛-钢复合板的冶金结合。并结合扫描电镜、能谱及XRD分析,焊缝中未检测到Ti元素和Fe、C形成的金属间化合物,焊缝中未检测到裂纹的出现。通过材料优化及焊接工艺的优化,复合板焊接接头的力学性能得到了提高。