隨著現代工業技術的不斷發展,對設備的要求越來越高,在同一設備中,要求各零部件的性能不一樣。任何一種材料都不可能全面滿足使用要求,這樣異種材料的焊接問題就被提了出來。從材料角度來看,異種金屬焊接主要包括三種情況:異種鋼焊接、異種有色金屬焊接、鋼與有色金屬焊接。本書主要討論不(bu)銹鋼、耐熱鋼、鎳基鐵鎳基合金之間異種金屬焊接及它們與珠光體鋼的焊接。
大(da)多數焊(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法可用(yong)于(yu)異(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu),如熔焊(han)(han)(han)(han)(han)、壓焊(han)(han)(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)(han)(han)和擴散(san)焊(han)(han)(han)(han)(han)。熔焊(han)(han)(han)(han)(han)是其中應(ying)(ying)用(yong)較(jiao)多的(de)(de)也(ye)是本題(ti)要介(jie)紹的(de)(de)。手(shou)工電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)和氣體保護焊(han)(han)(han)(han)(han)是熔焊(han)(han)(han)(han)(han)中應(ying)(ying)用(yong)最(zui)(zui)廣、使(shi)用(yong)最(zui)(zui)為方(fang)便的(de)(de)兩種(zhong)(zhong)方(fang)法,焊(han)(han)(han)(han)(han)接材料(liao)多,便于(yu)選擇(ze),適(shi)應(ying)(ying)性強。若有異(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)(de)大(da)構件或批量(liang)生(sheng)產時,可采用(yong)機(ji)械化的(de)(de)氣體保護自動焊(han)(han)(han)(han)(han)或埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)。
由(you)于(yu)異種(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)、金(jin)相(xiang)(xiang)組織、物(wu)理(li)性(xing)能(neng)及力學(xue)性(xing)能(neng)都有(you)差(cha)別,有(you)的(de)(de)差(cha)別還很大(da)。所(suo)以(yi),焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)異種(zhong)金(jin)屬(shu)通(tong)常要比焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)同(tong)(tong)種(zhong)金(jin)屬(shu)困難得(de)多,如兩(liang)種(zhong)被焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)的(de)(de)熱(re)(re)膨(peng)脹系數(shu)相(xiang)(xiang)差(cha)較大(da)時,在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中會產生很大(da)的(de)(de)熱(re)(re)應力,且(qie)這種(zhong)熱(re)(re)應力是(shi)不能(neng)通(tong)過(guo)(guo)焊(han)(han)(han)后熱(re)(re)處理(li)來消(xiao)除的(de)(de)。另外,由(you)于(yu)兩(liang)種(zhong)被焊(han)(han)(han)材料不同(tong)(tong),其焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)工藝要求(qiu)也不同(tong)(tong),等等。
正確選(xuan)擇焊接(jie)材料是(shi)異(yi)種金屬焊接(jie)的關鍵(jian)。接(jie)頭(tou)(tou)質量(liang)和(he)性能(neng)(neng)(neng)與焊接(jie)材料關系十(shi)分(fen)密切,由(you)于有(you)合(he)金元(yuan)素的被稀釋溶解和(he)碳遷移等因素的影(ying)響,在(zai)異(yi)種金屬接(jie)頭(tou)(tou)的焊縫(feng)和(he)熔(rong)合(he)區存在(zai)一個過渡區,這(zhe)區域不(bu)(bu)但化(hua)學成(cheng)分(fen)和(he)金相組(zu)織不(bu)(bu)均勻,而且(qie)物理性能(neng)(neng)(neng)也不(bu)(bu)同(tong),力(li)學性能(neng)(neng)(neng)也有(you)很大(da)的差(cha)異(yi),這(zhe)可能(neng)(neng)(neng)引起(qi)接(jie)頭(tou)(tou)缺陷或嚴重降低性能(neng)(neng)(neng)。所以(yi),必須按照母材的化(hua)學成(cheng)分(fen)、性能(neng)(neng)(neng)、接(jie)頭(tou)(tou)形式和(he)使(shi)用要求(qiu),正確地選(xuan)擇焊接(jie)材料。一般(ban)選(xuan)擇異(yi)種金屬(這(zhe)里是(shi)指本(ben)題涉及的不(bu)(bu)銹鋼、耐熱鋼、鎳基(ji)及鐵鎳基(ji)合(he)金之間的異(yi)種材料焊接(jie)和(he)它們與珠光體鋼異(yi)種材料焊接(jie))有(you)以(yi)下(xia)基(ji)本(ben)原則。
1. 保證(zheng)(zheng)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)性能(neng)。即保證(zheng)(zheng)焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬過渡區(qu)、熱(re)(re)影響區(qu)等接(jie)頭(tou)(tou)區(qu)域具有良好的(de)(de)(de)力(li)學性能(neng)和(he)綜(zong)合(he)性能(neng),以(yi)滿足使(shi)用(yong)要(yao)(yao)(yao)求。如低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)耐熱(re)(re)鋼(gang)與1Cr18Ni9Ti焊(han)接(jie),在許多情況下,采(cai)用(yong)309型奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料,可(ke)以(yi)滿足要(yao)(yao)(yao)求。當(dang)設計要(yao)(yao)(yao)求接(jie)頭(tou)(tou)有良好的(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)(re)疲(pi)勞性能(neng)時,若還采(cai)用(yong)309型奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料,雖然能(neng)形成完整的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou),但(dan)由(you)于(yu)(yu)奧氏體焊(han)縫與低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)耐熱(re)(re)鋼(gang)熱(re)(re)膨脹系數差別較大(da),在熔(rong)合(he)區(qu)兩側產生很(hen)大(da)的(de)(de)(de)熱(re)(re)應力(li),隨著冷(leng)熱(re)(re)的(de)(de)(de)變化,熱(re)(re)應力(li)也不(bu)(bu)斷交替變化,加之低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)一側的(de)(de)(de)塑性較低(di)(di),這就降(jiang)低(di)(di)了接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)(re)疲(pi)勞性能(neng)。若選用(yong)鎳(nie)基(ji)合(he)金(jin)(jin)(jin)焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料,可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)其(qi)接(jie)頭(tou)(tou)冷(leng)熱(re)(re)疲(pi)勞性能(neng)。這主要(yao)(yao)(yao)是由(you)于(yu)(yu)鎳(nie)基(ji)合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)熱(re)(re)膨脹系數介于(yu)(yu)兩種被焊(han)材(cai)(cai)料之間,且更接(jie)近低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang),這樣把熱(re)(re)應力(li)進行分散,而(er)且塑性較差的(de)(de)(de)低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)一側的(de)(de)(de)應力(li)相對較小。另外,鎳(nie)基(ji)合(he)金(jin)(jin)(jin)能(neng)有效地阻止(zhi)碳(tan)的(de)(de)(de)遷(qian)移,降(jiang)低(di)(di)了過渡層的(de)(de)(de)危(wei)害。
2. 保證焊接(jie)接(jie)頭(tou)具有良好的工藝性能,即在接(jie)頭(tou)區域不能出現熱(re)裂紋和(he)冷裂紋。
3. 保證焊縫金屬具有一定的致密性,不得(de)有超標的焊接缺陷。
4. 保(bao)證焊縫金屬具有(you)所要求的綜合性(xing)能,如耐蝕性(xing)、耐熱性(xing)、熱強性(xing)、抗氧化性(xing)等。
5. 在(zai)焊(han)接工藝(yi)(如焊(han)前預熱或焊(han)后熱處理(li))受到限制時,要注意選擇鎳基(ji)合金或奧氏體(ti)不銹鋼焊(han)接材(cai)料(liao),以提高(gao)焊(han)縫金屬的塑性及韌性。
6. 異種材(cai)料焊(han)接(jie)時,焊(han)接(jie)材(cai)料的(de)選擇通(tong)常是就(jiu)高(gao)不就(jiu)低(di)。如低(di)合金鋼與不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)時,選用(yong)不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)材(cai)料;低(di)合金鋼與鎳基(ji)合金焊(han)接(jie)、或不銹(xiu)鋼與鎳基(ji)合金焊(han)接(jie)時,選用(yong)鎳基(ji)合金焊(han)接(jie)材(cai)料。
異種材(cai)料(liao)焊接和焊接材(cai)料(liao)的選(xuan)擇都(dou)要基于實驗(yan),必(bi)須(xu)滿(man)足使(shi)用要求(qiu),不要隨便輕(qing)信某些資料(liao)或者(zhe)結論(lun)。要以試驗(yan)數據為準,進行必(bi)要的工藝試驗(yan)和性(xing)能測(ce)試。

