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。本書主要討論不銹(xiu)鋼耐熱(re)鋼(gang)、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(shu)焊(han)(han)(han)接方法(fa)可(ke)用(yong)于異種金屬(shu)(shu),如熔(rong)焊(han)(han)(han)、壓(ya)焊(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)和(he)擴散焊(han)(han)(han)。熔(rong)焊(han)(han)(han)是其中應(ying)用(yong)較多的(de)也是本題要(yao)介紹的(de)。手工電(dian)弧焊(han)(han)(han)和(he)氣體保護焊(han)(han)(han)是熔(rong)焊(han)(han)(han)中應(ying)用(yong)最(zui)廣、使用(yong)最(zui)為(wei)方便的(de)兩(liang)種方法(fa),焊(han)(han)(han)接材料多,便于選擇,適應(ying)性強。若有異種金屬(shu)(shu)的(de)大(da)構件或批量生產(chan)時,可(ke)采用(yong)機械化的(de)氣體保護自動(dong)焊(han)(han)(han)或埋(mai)弧焊(han)(han)(han)。


 由于(yu)異(yi)種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)的化學成分、金相(xiang)組織、物理(li)性(xing)能及力學性(xing)能都有(you)差別,有(you)的差別還(huan)很大。所(suo)以,焊(han)(han)接(jie)(jie)異(yi)種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)通常要比焊(han)(han)接(jie)(jie)同(tong)種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)(shu)困難得(de)多(duo),如兩種(zhong)(zhong)被(bei)焊(han)(han)金屬(shu)(shu)(shu)的熱膨脹系(xi)數相(xiang)差較大時,在焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中會產生很大的熱應力,且(qie)這種(zhong)(zhong)熱應力是(shi)不能通過焊(han)(han)后熱處理(li)來消除的。另外,由于(yu)兩種(zhong)(zhong)被(bei)焊(han)(han)材料不同(tong),其焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝要求也不同(tong),等等。


 正確選擇焊接材料是(shi)異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)焊接的(de)(de)(de)(de)關鍵。接頭質量和(he)性能(neng)(neng)與(yu)焊接材料關系十分密切,由(you)于有(you)(you)合(he)(he)金(jin)元素(su)的(de)(de)(de)(de)被(bei)稀釋(shi)溶解和(he)碳(tan)遷移等因素(su)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響,在(zai)異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)接頭的(de)(de)(de)(de)焊縫和(he)熔合(he)(he)區(qu)存在(zai)一(yi)(yi)個(ge)過渡區(qu),這(zhe)區(qu)域不但化學(xue)成分和(he)金(jin)相組織不均勻,而且物理(li)性能(neng)(neng)也不同(tong),力(li)學(xue)性能(neng)(neng)也有(you)(you)很大的(de)(de)(de)(de)差異(yi)(yi),這(zhe)可能(neng)(neng)引(yin)起接頭缺陷或嚴(yan)重降低性能(neng)(neng)。所以,必(bi)須按照母材的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成分、性能(neng)(neng)、接頭形式和(he)使用要求,正確地選擇焊接材料。一(yi)(yi)般選擇異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(這(zhe)里(li)是(shi)指(zhi)本(ben)題涉及(ji)的(de)(de)(de)(de)不銹鋼、耐(nai)熱鋼、鎳基(ji)及(ji)鐵鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)異(yi)(yi)種(zhong)材料焊接和(he)它們與(yu)珠光體鋼異(yi)(yi)種(zhong)材料焊接)有(you)(you)以下基(ji)本(ben)原則(ze)。


1. 保證焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)使用(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。即保證焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬過渡區(qu)、熱影響區(qu)等接(jie)(jie)頭區(qu)域具有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)和綜合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng),以(yi)滿足使用(yong)要求(qiu)(qiu)。如低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)耐(nai)熱鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)1Cr18Ni9Ti焊(han)接(jie)(jie),在許多情況下,采用(yong)309型奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao),可(ke)(ke)以(yi)滿足要求(qiu)(qiu)。當(dang)設計要求(qiu)(qiu)接(jie)(jie)頭有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)冷(leng)熱疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)時,若還(huan)采用(yong)309型奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao),雖然能(neng)(neng)形成完整的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭,但由于奧(ao)氏(shi)體(ti)焊(han)縫與(yu)低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)耐(nai)熱鋼(gang)(gang)(gang)熱膨脹系數差別(bie)較(jiao)(jiao)(jiao)大,在熔合(he)(he)區(qu)兩側產生很大的(de)(de)(de)熱應(ying)力,隨著冷(leng)熱的(de)(de)(de)變化,熱應(ying)力也不(bu)(bu)斷交(jiao)替(ti)變化,加(jia)之低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)一側的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)(di)(di),這(zhe)就(jiu)降低(di)(di)(di)了接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)冷(leng)熱疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。若選用(yong)鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao),可(ke)(ke)以(yi)大大提(ti)高其(qi)接(jie)(jie)頭冷(leng)熱疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。這(zhe)主要是(shi)由于鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)熱膨脹系數介(jie)于兩種被焊(han)材(cai)料(liao)之間,且更接(jie)(jie)近(jin)低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang),這(zhe)樣把熱應(ying)力進行(xing)分(fen)散(san),而且塑性(xing)(xing)較(jiao)(jiao)(jiao)差的(de)(de)(de)低(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)一側的(de)(de)(de)應(ying)力相對較(jiao)(jiao)(jiao)小。另外,鎳(nie)(nie)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)能(neng)(neng)有(you)(you)效地阻止碳的(de)(de)(de)遷移,降低(di)(di)(di)了過渡層的(de)(de)(de)危害(hai)。


2. 保證焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)(tou)具(ju)有良好的工藝性(xing)能,即在接(jie)頭(tou)(tou)區域不(bu)能出(chu)現熱裂(lie)紋(wen)和冷裂(lie)紋(wen)。


3. 保證(zheng)焊縫(feng)金(jin)屬具有一定的(de)致(zhi)密性(xing),不(bu)得有超標(biao)的(de)焊接缺(que)陷。


4. 保證焊縫金屬具有所(suo)要求的綜合性(xing)能,如耐蝕性(xing)、耐熱(re)性(xing)、熱(re)強性(xing)、抗氧化性(xing)等。


5. 在焊接工藝(如焊前預熱或焊后(hou)熱處理)受到(dao)限制(zhi)時,要注意選擇鎳基合金(jin)(jin)或奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)焊接材料,以(yi)提高焊縫金(jin)(jin)屬的塑性(xing)(xing)及韌性(xing)(xing)。


6. 異種材料(liao)焊(han)(han)接時(shi),焊(han)(han)接材料(liao)的選擇(ze)通常(chang)是(shi)就高不(bu)(bu)就低(di)(di)。如(ru)低(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)與(yu)(yu)(yu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接時(shi),選用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接材料(liao);低(di)(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)與(yu)(yu)(yu)鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)接、或不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)(yu)(yu)鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)接時(shi),選用鎳基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)(han)接材料(liao)。


異種(zhong)材料焊接和焊接材料的選擇都要(yao)(yao)基于(yu)實驗,必(bi)須滿足使用要(yao)(yao)求,不要(yao)(yao)隨便輕信某些資料或者結論。要(yao)(yao)以試驗數據為準,進(jin)行必(bi)要(yao)(yao)的工藝試驗和性能測(ce)試。