随着工业化的快速发展,石油和天然气等是不可或缺的能源,而油气中含有的CO₂,H₂S等酸性介质,对抗腐蚀、耐低温等特点的管材需求越来越大,而双金属复合管既满足了耐蚀性能,又具有较高的承压能力,其在工程上不仅满足油气输送的安全性要求,又很大程度上降低成本,而手工焊接对工作人员的要求较高,操作难度大,本试验采用全自动热丝TIG焊接复合管,既不会增加线能量,还会降低元素的稀释率,管道在对接的时候,其所受到的应力较大,难免发生错边的情况,导致在焊接管道时会出现未熔透未熔合等现象,严重的降低了焊接接头的性能,因此对不同错边量的复合管进行焊接,确定热丝TIG焊的错边适应范围。本文以复合管V形坡口为实验对象,针对不同错边量搭建焊接试验系统,并利用有限元分析软件进行数值模拟,而材料的物理性能受温度的影响很大,所以采用双椭球热源模型从焊接温度场的角度对管道错边进行有限元分析,并将模拟与试验结果进行对比分析论证,其结果表明:随着管口对接错边的加大,其熔深、熔宽发生明显的差异,管口侧壁不在同一直线上,导致焊接温度场的分布呈现不均匀的现象,进而使熔透发生变化,其模拟结果为在错边小于0.6mm时,熔透效果良好,当错边大于0.8mm时,出现了未熔透的现象。对模拟结果进行实验验证,复合管在打底焊完成后,当错边达到0.8mm时出现了未熔透的现象,其中温度场对其熔深、熔宽也会产生一定的影响,并在错边情况下,其背部焊缝成形也有所差异,但小于等于0.6mm下的错边试件并未发生未熔透的现象,所以试验结果与模拟结果基本相吻合。通过选用不同流速N₂作为背部替代保护气进行试验,其焊接过程中出现发渣的现象,其N₂不宜作为镍基合金的背部保护气,对0.6mm的错边的基层焊缝、热影响区以及母材区域显微组织进行分析,其结果表明错边情况下焊后试件的显微组织较细小,分布较均匀。对不同错边的试件进行力学性能试验,其结果表明不同错边下的试件其性能没有明显的差异。利用msc.marc有限元软件进行复合管道的残余应力分析,研究了焊件焊后残余应力的变化规律。对焊后复合管利用X射线衍射法对焊件残余应力进行检测,其结果在一定程度上有差异,但应力分布情况基本一致,可以验证试验的准确性。