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。本書主要討論不銹鋼耐(nai)熱鋼(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)多數焊(han)(han)(han)接方法(fa)可(ke)用(yong)于異種金屬(shu),如(ru)熔焊(han)(han)(han)、壓焊(han)(han)(han)、釬焊(han)(han)(han)和(he)擴散焊(han)(han)(han)。熔焊(han)(han)(han)是其中應用(yong)較(jiao)多的(de)(de)也是本(ben)題要介紹的(de)(de)。手工電弧焊(han)(han)(han)和(he)氣(qi)體(ti)保護焊(han)(han)(han)是熔焊(han)(han)(han)中應用(yong)最(zui)廣、使用(yong)最(zui)為方便的(de)(de)兩種方法(fa),焊(han)(han)(han)接材料多,便于選擇,適(shi)應性強。若有(you)異種金屬(shu)的(de)(de)大(da)構(gou)件(jian)或(huo)批量生產(chan)時,可(ke)采(cai)用(yong)機械化的(de)(de)氣(qi)體(ti)保護自動(dong)焊(han)(han)(han)或(huo)埋弧焊(han)(han)(han)。


 由(you)于異種(zhong)金(jin)(jin)屬的(de)(de)化學(xue)(xue)成分、金(jin)(jin)相組織、物理性(xing)能(neng)(neng)及力學(xue)(xue)性(xing)能(neng)(neng)都有(you)差別(bie),有(you)的(de)(de)差別(bie)還很大。所以(yi),焊(han)接異種(zhong)金(jin)(jin)屬通常要比焊(han)接同(tong)種(zhong)金(jin)(jin)屬困難得多,如兩(liang)(liang)種(zhong)被焊(han)金(jin)(jin)屬的(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數(shu)相差較(jiao)大時(shi),在焊(han)接過(guo)程中(zhong)會產(chan)生很大的(de)(de)熱(re)應力,且這種(zhong)熱(re)應力是不(bu)能(neng)(neng)通過(guo)焊(han)后熱(re)處理來消除(chu)的(de)(de)。另(ling)外,由(you)于兩(liang)(liang)種(zhong)被焊(han)材料不(bu)同(tong),其焊(han)接工(gong)藝要求(qiu)也不(bu)同(tong),等等。


 正確(que)選擇焊接材(cai)料是(shi)異(yi)(yi)種金屬焊接的關鍵。接頭質量和(he)(he)性(xing)(xing)能與焊接材(cai)料關系十(shi)分(fen)密切(qie),由于(yu)有合(he)金元素(su)的被稀(xi)釋溶解和(he)(he)碳遷移等因素(su)的影響,在異(yi)(yi)種金屬接頭的焊縫和(he)(he)熔合(he)區存在一個過渡區,這區域不但化學(xue)成分(fen)和(he)(he)金相組織不均勻(yun),而且物理性(xing)(xing)能也不同,力(li)學(xue)性(xing)(xing)能也有很大的差異(yi)(yi),這可能引起接頭缺陷或嚴(yan)重降(jiang)低(di)性(xing)(xing)能。所以(yi),必須按(an)照母(mu)材(cai)的化學(xue)成分(fen)、性(xing)(xing)能、接頭形式和(he)(he)使(shi)用要(yao)求,正確(que)地選擇焊接材(cai)料。一般(ban)選擇異(yi)(yi)種金屬(這里是(shi)指本(ben)題涉及的不銹鋼(gang)、耐熱(re)鋼(gang)、鎳(nie)基(ji)及鐵鎳(nie)基(ji)合(he)金之間的異(yi)(yi)種材(cai)料焊接和(he)(he)它們與珠光體鋼(gang)異(yi)(yi)種材(cai)料焊接)有以(yi)下基(ji)本(ben)原則(ze)。


1. 保(bao)證(zheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)使用(yong)性(xing)能(neng)。即保(bao)證(zheng)焊(han)(han)縫金(jin)屬過渡區、熱(re)影響區等接(jie)(jie)(jie)頭區域具有(you)良(liang)好的(de)(de)力(li)學性(xing)能(neng)和綜合(he)(he)性(xing)能(neng),以滿足使用(yong)要(yao)求(qiu)。如低(di)合(he)(he)金(jin)耐熱(re)鋼(gang)與(yu)(yu)1Cr18Ni9Ti焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),在許多情況下(xia),采用(yong)309型奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料,可(ke)以滿足要(yao)求(qiu)。當設計要(yao)求(qiu)接(jie)(jie)(jie)頭有(you)良(liang)好的(de)(de)冷(leng)熱(re)疲(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)時,若還采用(yong)309型奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料,雖(sui)然能(neng)形(xing)成完整的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭,但由于(yu)奧氏(shi)體焊(han)(han)縫與(yu)(yu)低(di)合(he)(he)金(jin)耐熱(re)鋼(gang)熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數差別較大,在熔合(he)(he)區兩側產生(sheng)很大的(de)(de)熱(re)應力(li),隨著冷(leng)熱(re)的(de)(de)變化,熱(re)應力(li)也(ye)不斷交替變化,加(jia)之低(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)一側的(de)(de)塑性(xing)較低(di),這(zhe)就降低(di)了(le)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)冷(leng)熱(re)疲(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)。若選用(yong)鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料,可(ke)以大大提高其接(jie)(jie)(jie)頭冷(leng)熱(re)疲(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)。這(zhe)主要(yao)是由于(yu)鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)的(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數介(jie)于(yu)兩種(zhong)被(bei)焊(han)(han)材料之間,且(qie)更(geng)接(jie)(jie)(jie)近低(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang),這(zhe)樣把熱(re)應力(li)進行分散,而且(qie)塑性(xing)較差的(de)(de)低(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)一側的(de)(de)應力(li)相(xiang)對較小。另外,鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)能(neng)有(you)效(xiao)地阻止碳的(de)(de)遷移(yi),降低(di)了(le)過渡層(ceng)的(de)(de)危害。


2. 保證焊接接頭(tou)具有良(liang)好的工藝性(xing)能(neng),即在(zai)接頭(tou)區域不能(neng)出現熱裂紋(wen)和冷裂紋(wen)。


3. 保證焊縫金屬具有一定的致密性,不(bu)得有超標的焊接缺陷。


4. 保證焊(han)縫金(jin)屬具有所要求的綜合性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),如耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)熱性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、熱強性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、抗氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等。


5. 在焊(han)(han)(han)接工藝(如焊(han)(han)(han)前(qian)預熱(re)或(huo)焊(han)(han)(han)后熱(re)處(chu)理(li))受(shou)到限(xian)制(zhi)時,要注意選擇鎳(nie)基合(he)金或(huo)奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)(han)(han)接材料,以提(ti)高焊(han)(han)(han)縫金屬的塑性及韌(ren)性。


6. 異種材料(liao)焊(han)(han)(han)接(jie)時,焊(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)的選(xuan)(xuan)擇通常是就高不(bu)(bu)就低(di)(di)。如低(di)(di)合(he)金(jin)鋼(gang)與不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)時,選(xuan)(xuan)用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)材料(liao);低(di)(di)合(he)金(jin)鋼(gang)與鎳(nie)基合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)、或不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與鎳(nie)基合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)時,選(xuan)(xuan)用鎳(nie)基合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)。


異種材料(liao)焊接和焊接材料(liao)的選擇都要基于實驗,必(bi)須滿(man)足使用要求,不(bu)要隨(sui)便輕信某(mou)些資料(liao)或(huo)者結(jie)論。要以試(shi)(shi)驗數(shu)據為準,進行必(bi)要的工藝(yi)試(shi)(shi)驗和性能測試(shi)(shi)。