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(gang)、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。
大多(duo)數焊(han)(han)接方(fang)法可用(yong)于(yu)異種金屬,如熔焊(han)(han)、壓焊(han)(han)、釬焊(han)(han)和(he)擴散(san)焊(han)(han)。熔焊(han)(han)是(shi)其中應(ying)用(yong)較(jiao)多(duo)的(de)(de)也是(shi)本題要介(jie)紹(shao)的(de)(de)。手工電(dian)弧(hu)焊(han)(han)和(he)氣體保(bao)護焊(han)(han)是(shi)熔焊(han)(han)中應(ying)用(yong)最廣、使用(yong)最為方(fang)便的(de)(de)兩種方(fang)法,焊(han)(han)接材料(liao)多(duo),便于(yu)選擇(ze),適應(ying)性強。若有(you)異種金屬的(de)(de)大構件或(huo)批量(liang)生產時(shi),可采(cai)用(yong)機械化的(de)(de)氣體保(bao)護自動(dong)焊(han)(han)或(huo)埋弧(hu)焊(han)(han)。
由于異種(zhong)金屬(shu)(shu)的(de)(de)化學(xue)成分、金相(xiang)組(zu)織、物理性能(neng)及力學(xue)性能(neng)都(dou)有(you)差別,有(you)的(de)(de)差別還(huan)很大(da)。所(suo)以,焊(han)(han)接異種(zhong)金屬(shu)(shu)通常(chang)要(yao)比焊(han)(han)接同種(zhong)金屬(shu)(shu)困難得(de)多,如兩種(zhong)被(bei)焊(han)(han)金屬(shu)(shu)的(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)系(xi)數相(xiang)差較大(da)時,在焊(han)(han)接過程中會產生很大(da)的(de)(de)熱(re)(re)應力,且這(zhe)種(zhong)熱(re)(re)應力是不能(neng)通過焊(han)(han)后熱(re)(re)處理來消除(chu)的(de)(de)。另外,由于兩種(zhong)被(bei)焊(han)(han)材料不同,其焊(han)(han)接工(gong)藝要(yao)求也不同,等等。
正確選擇焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)是(shi)異(yi)種金(jin)(jin)屬焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)關鍵。接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)質(zhi)量和(he)(he)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)與焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)關系十分(fen)(fen)密切,由(you)于有合(he)金(jin)(jin)元素(su)的(de)(de)(de)(de)被稀釋溶(rong)解和(he)(he)碳(tan)遷移等因素(su)的(de)(de)(de)(de)影響,在異(yi)種金(jin)(jin)屬接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫和(he)(he)熔合(he)區(qu)存在一(yi)個(ge)過渡區(qu),這區(qu)域不(bu)(bu)但化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)和(he)(he)金(jin)(jin)相(xiang)組織不(bu)(bu)均(jun)勻,而且物理(li)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也不(bu)(bu)同,力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也有很大的(de)(de)(de)(de)差異(yi),這可能(neng)(neng)引起接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)缺(que)陷(xian)或嚴(yan)重降低性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。所以,必須按照母材(cai)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)、性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)形(xing)式和(he)(he)使用要求,正確地選擇焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)。一(yi)般選擇異(yi)種金(jin)(jin)屬(這里是(shi)指本(ben)題涉(she)及的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、耐熱鋼(gang)、鎳基(ji)(ji)及鐵鎳基(ji)(ji)合(he)金(jin)(jin)之間的(de)(de)(de)(de)異(yi)種材(cai)料(liao)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)和(he)(he)它們與珠光體鋼(gang)異(yi)種材(cai)料(liao)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie))有以下基(ji)(ji)本(ben)原則。
1. 保證焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。即保證焊(han)縫金屬過渡區(qu)、熱(re)影(ying)響區(qu)等接(jie)(jie)(jie)頭(tou)區(qu)域具有(you)良好的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)和綜(zong)合(he)(he)(he)(he)性(xing)(xing)能(neng)(neng),以(yi)滿(man)(man)足使(shi)用(yong)要求。如低(di)(di)(di)合(he)(he)(he)(he)金耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)與1Cr18Ni9Ti焊(han)接(jie)(jie)(jie),在許多情況下,采用(yong)309型(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)(cai)料,可以(yi)滿(man)(man)足要求。當設計要求接(jie)(jie)(jie)頭(tou)有(you)良好的(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)疲勞性(xing)(xing)能(neng)(neng)時,若還采用(yong)309型(xing)奧(ao)(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)(cai)料,雖然能(neng)(neng)形成完(wan)整的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou),但由(you)(you)于(yu)奧(ao)(ao)氏(shi)體焊(han)縫與低(di)(di)(di)合(he)(he)(he)(he)金耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)熱(re)膨脹系(xi)數差別較(jiao)大,在熔合(he)(he)(he)(he)區(qu)兩(liang)側(ce)(ce)產(chan)生很大的(de)(de)(de)熱(re)應力(li)(li)(li),隨(sui)著冷(leng)熱(re)的(de)(de)(de)變化,熱(re)應力(li)(li)(li)也(ye)不斷交替變化,加之低(di)(di)(di)合(he)(he)(he)(he)金鋼(gang)(gang)一側(ce)(ce)的(de)(de)(de)塑(su)(su)性(xing)(xing)較(jiao)低(di)(di)(di),這(zhe)(zhe)就降低(di)(di)(di)了(le)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)疲勞性(xing)(xing)能(neng)(neng)。若選用(yong)鎳(nie)基合(he)(he)(he)(he)金焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)(cai)料,可以(yi)大大提高其接(jie)(jie)(jie)頭(tou)冷(leng)熱(re)疲勞性(xing)(xing)能(neng)(neng)。這(zhe)(zhe)主要是由(you)(you)于(yu)鎳(nie)基合(he)(he)(he)(he)金的(de)(de)(de)熱(re)膨脹系(xi)數介于(yu)兩(liang)種被焊(han)材(cai)(cai)(cai)料之間,且(qie)更接(jie)(jie)(jie)近低(di)(di)(di)合(he)(he)(he)(he)金鋼(gang)(gang),這(zhe)(zhe)樣把熱(re)應力(li)(li)(li)進行分散,而且(qie)塑(su)(su)性(xing)(xing)較(jiao)差的(de)(de)(de)低(di)(di)(di)合(he)(he)(he)(he)金鋼(gang)(gang)一側(ce)(ce)的(de)(de)(de)應力(li)(li)(li)相對較(jiao)小。另外,鎳(nie)基合(he)(he)(he)(he)金能(neng)(neng)有(you)效地阻(zu)止碳的(de)(de)(de)遷移,降低(di)(di)(di)了(le)過渡層的(de)(de)(de)危害。
2. 保(bao)證(zheng)焊接接頭具(ju)有(you)良(liang)好的(de)工(gong)藝性能(neng),即在(zai)接頭區域不能(neng)出現熱(re)裂紋(wen)和冷裂紋(wen)。
3. 保(bao)證(zheng)焊縫(feng)金屬具有(you)一(yi)定的致密性(xing),不得有(you)超標的焊接缺陷。
4. 保證焊(han)縫金屬具有(you)所(suo)要求(qiu)的綜合(he)性能,如(ru)耐(nai)蝕性、耐(nai)熱性、熱強性、抗(kang)氧化性等。
5. 在焊(han)接工藝(yi)(如焊(han)前預(yu)熱或(huo)焊(han)后熱處理)受到限(xian)制(zhi)時,要(yao)注意選擇鎳基合(he)金或(huo)奧氏體不銹鋼焊(han)接材料(liao),以提高焊(han)縫金屬的塑(su)性(xing)及(ji)韌性(xing)。
6. 異種材料(liao)焊(han)(han)接時(shi)(shi)(shi),焊(han)(han)接材料(liao)的選擇通常是就高不就低。如低合(he)金(jin)鋼與(yu)不銹鋼焊(han)(han)接時(shi)(shi)(shi),選用不銹鋼焊(han)(han)接材料(liao);低合(he)金(jin)鋼與(yu)鎳基合(he)金(jin)焊(han)(han)接、或不銹鋼與(yu)鎳基合(he)金(jin)焊(han)(han)接時(shi)(shi)(shi),選用鎳基合(he)金(jin)焊(han)(han)接材料(liao)。
異種材料(liao)焊接和(he)焊接材料(liao)的選擇都(dou)要(yao)(yao)基(ji)于實驗,必須滿足使(shi)用要(yao)(yao)求,不要(yao)(yao)隨便輕信某些資(zi)料(liao)或者結論。要(yao)(yao)以試驗數據為準,進行(xing)必要(yao)(yao)的工(gong)藝試驗和(he)性能測試。

