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更引起了人们的关注。腐蚀开裂是引起油气管道事故的主要原因。为了提高管道的耐蚀性,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-钢复合管集钛、钢优点于一身,极好地解决了该问题。本文以TA1/X65层状复合板为研究对象,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-钢焊缝强韧性差异、过渡层界面适配等问题,根据焊接过程焊缝中相的形成及强韧/细化机理,分别设计了TA1/X65层状复合板的各层焊接材料。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。研究结果表明:以ERTA1焊丝为钛层的焊接材料,Cu基药芯焊丝为过渡层焊接材料,ER50-6焊丝为钢层焊接材料时可以实现钛-钢复合板的冶金连接。但焊缝组织粗大,接头韧性较差。采用Cu-Ag-Mo-Nb药芯焊丝作为单层过渡焊接材料,接头各层界面处组织结合良好,元素之间的相互扩散消除了焊缝处元素富集或偏聚、裂纹等缺陷,接头抗拉强度达到了预期指标,但韧性稍有不足。另一方面,对复合板采用加盖板焊接工艺的试验结果表明,采用镶嵌20mm宽预弯曲钛盖板手工TIG焊钛盖板,焊接电流为100A、110A时,盖板背部通氩气保护时,钛焊缝熔深理想,接头弯曲性能达到预期要求,以此工艺规范可实现钛-钢复合板连接。最后,TA1/X65复合管采用加盖板搭接焊工艺进行施焊,钢层选用自动MAG焊,钛复层选用手工TIG焊(焊接电流100A-110A),试验结果表明焊接接头性能良好,达到了使用要求,这为TA1/X65复合管的工程实际应用提供了参考依据。