常有配管設計人員咨詢我們：不銹鋼和碳鋼（低合金鋼）是否可以直接焊接 ？首先應該明確，不銹鋼(gang)和碳鋼是可以直接焊接的，但是在管道設計時，需要分具體情況進行分析，才能最終確定。
不銹鋼與碳鋼管道可能存(cun)在異種鋼焊(han)接的情(qing)況：
①. 由于儀表配管大多管徑小，對管道內潔要求高，一些設計單位為了統一裝置的儀表配管，材料都采用不銹鋼管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的(de)特殊伴熱管(guan)為(wei)不銹(xiu)鋼，而蒸汽分配站為(wei)碳鋼，此時會出現碳鋼與不銹(xiu)鋼的(de)連接；
③. 有的設備為不銹鋼(gang)，而壓力管道為碳鋼(gang)，此(ci)時會出現碳鋼(gang)與不銹鋼(gang)的連接；
④. 有(you)的夾套(tao)管(guan)(guan)芯管(guan)(guan)用(yong)不銹鋼(gang)(gang)、夾套(tao)用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)，有(you)的夾套(tao)芯管(guan)(guan)用(yong)不銹鋼(gang)(gang)、夾套(tao)也用(yong)不銹鋼(gang)(gang)、熱媒(mei)管(guan)(guan)用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)，會出現碳(tan)鋼(gang)(gang)與(yu)不銹鋼(gang)(gang)的連接。
一(yi)、一(yi)般情況碳(tan)鋼與不銹(xiu)鋼不直接接觸(chu)
1. 在GB50235《工(gong)業金(jin)屬(shu)管道(dao)工(gong)程施(shi)工(gong)規范(fan)》規定“不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管道(dao)與支架之(zhi)間(jian)應墊(dian)入不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或氯離子含量不(bu)超過50x10-6的(de)非金(jin)屬(shu)墊(dian)片(pian)”，原(yuan)因是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)直接接觸(chu)會發生電化學腐蝕，在儲存、運輸、加工(gong)和安(an)裝時，一定要嚴格分開。
2. 不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)金相(xiang)組織和表面鈍化膜，使得它在(zai)(zai)(zai)一(yi)般情(qing)況下(xia)較(jiao)難與介質發(fa)生(sheng)化學(xue)反應而(er)被腐(fu)蝕(shi)(shi)，但并不(bu)(bu)(bu)是在(zai)(zai)(zai)任何條件下(xia)都(dou)不(bu)(bu)(bu)能被腐(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)(zai)(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)介質和誘因（如劃傷、飛(fei)濺(jian)、割渣等）存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)條件下(xia)，不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼也能與腐(fu)蝕(shi)(shi)介質發(fa)生(sheng)緩慢的(de)(de)化學(xue)和電化學(xue)反應被腐(fu)蝕(shi)(shi)，而(er)且在(zai)(zai)(zai)一(yi)定條件下(xia)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速度相(xiang)當快(kuai)而(er)產生(sheng)銹(xiu)蝕(shi)(shi)現象，尤其是點(dian)蝕(shi)(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼件的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)機(ji)理主(zhu)要為電化學(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)。當不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼與碳鋼直接接觸會(hui)產生(sheng)腐(fu)蝕(shi)(shi)。
3. 不銹鋼與碳鋼直接接觸腐蝕分析。鉻-鎳不銹鋼是現今運用最為廣泛的不銹鋼，國內牌號06Cr19Ni10，國際常用牌號304，不銹鋼因為含有18％以上的鉻以及8％以上的鎳含量，從而具有良好的耐腐蝕和成型的綜合性能。
碳鋼(gang)(gang)(gang)材料含(han)碳量的(de)(de)多少直接關系(xi)到碳素(su)鋼(gang)(gang)(gang)材料性能，隨著含(han)碳量增(zeng)加，鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)硬(ying)度(du)(du)、強度(du)(du)隨之(zhi)提升，鋼(gang)(gang)(gang)材的(de)(de)塑性、可(ke)焊(han)性能降低。同時碳鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)錳元(yuan)(yuan)素(su)、硅元(yuan)(yuan)素(su)、鎳元(yuan)(yuan)素(su)、硫(liu)元(yuan)(yuan)素(su)也對碳鋼(gang)(gang)(gang)材性能影(ying)響。
電(dian)(dian)(dian)(dian)偶腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，是(shi)由(you)兩種(zhong)(zhong)不(bu)同(tong)電(dian)(dian)(dian)(dian)位金屬接(jie)觸，從而(er)(er)引起(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)位低的(de)金屬發生腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)異(yi)種(zhong)(zhong)金屬接(jie)觸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。當不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)材料與碳(tan)(tan)鋼(gang)材料混合儲(chu)存時，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)含(han)有(you)鎳、鉻金屬元(yuan)(yuan)素而(er)(er)活潑性降低，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位便高于(yu)普通(tong)碳(tan)(tan)鋼(gang)為(wei)陰極(ji)、碳(tan)(tan)鋼(gang)為(wei)陽(yang)極(ji)。在潮濕的(de)空氣(qi)中水汽(qi)不(bu)可避免地溶入二氧化(hua)碳(tan)(tan)而(er)(er)形(xing)(xing)成(cheng)酸性的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解質，從而(er)(er)形(xing)(xing)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶反應(ying)，碳(tan)(tan)素體中的(de)鐵(tie)(tie)元(yuan)(yuan)素失(shi)去電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)，形(xing)(xing)成(cheng)正(zheng)二價鐵(tie)(tie)離子(zi)(zi)，得到電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)的(de)鐵(tie)(tie)元(yuan)(yuan)素變成(cheng)三氧化(hua)二鐵(tie)(tie)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)就會(hui)如此(ci)通(tong)過高位電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陽(yang)極(ji)）金屬流(liu)入低位電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陰極(ji)），至此(ci)金屬化(hua)學能(neng)(neng)以(yi)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)形(xing)(xing)式(shi)損(sun)失(shi)，陰極(ji)金屬因受到保(bao)護(hu)而(er)(er)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)減慢，陽(yang)極(ji)以(yi)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)損(sun)失(shi)而(er)(er)更快地腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
當不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)直接接觸時(shi)(shi)(shi)，隨著時(shi)(shi)(shi)間的推(tui)(tui)(tui)移，碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)(shi)不斷地(di)鈍(dun)化，碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)(shi)的產物對碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)起到了(le)一定性的保(bao)(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)，從而減緩了(le)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率。但是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)(shi)隨著時(shi)(shi)(shi)間的推(tui)(tui)(tui)移，材(cai)料(liao)表面的鈍(dun)化保(bao)(bao)護(hu)膜(mo)不斷地(di)損失，且不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)因為(wei)前期腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率極(ji)小(xiao)，腐(fu)蝕(shi)(shi)產物較(jiao)少，難以對不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)起到保(bao)(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)，最終是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)隨著時(shi)(shi)(shi)間的推(tui)(tui)(tui)移其(qi)腐(fu)蝕(shi)(shi)的速(su)(su)率不斷地(di)加大。綜(zong)合上述，不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的接觸腐(fu)蝕(shi)(shi)為(wei)前期碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率較(jiao)快(kuai)，但是(shi)隨著時(shi)(shi)(shi)間的推(tui)(tui)(tui)移碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率減低(di)，而不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率不斷地(di)加大。
二(er)、不銹鋼與碳鋼的異種鋼焊接
根據(ju)GB 50236《現場(chang)設備、工(gong)(gong)業管(guan)道焊接(jie)工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)規(gui)范》、SH/T 3526《石油化(hua)工(gong)(gong)異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接(jie)規(gui)程》等規(gui)范的(de)要求，進行不銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接(jie)。但是，不銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)的(de)異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接(jie)容易(yi)出(chu)現以下問題。
1. 熔點差異
不銹鋼(gang)和(he)碳(tan)鋼(gang)材(cai)料熔(rong)點不一(yi)樣(yang)，當焊(han)接過(guo)程(cheng)中，兩種金(jin)屬(shu)熔(rong)點相差較大時，就可能(neng)(neng)出現焊(han)接性(xing)能(neng)(neng)降低，熔(rong)點較低的(de)金(jin)屬(shu)會產(chan)生金(jin)屬(shu)流(liu)失，還有(you)可能(neng)(neng)是蒸發和(he)合金(jin)元素(su)的(de)大量燒損，這(zhe)樣(yang)就會產(chan)生很多實際操作問題。
2. 熱(re)導率和比熱(re)容差異
金屬的(de)(de)熱(re)導(dao)率(lv)和比熱(re)容(rong)是影響焊接(jie)技(ji)術重要因素，對被焊接(jie)材料(liao)的(de)(de)熔化和焊縫的(de)(de)凝固結(jie)晶造(zao)成影響。不銹鋼熱(re)導(dao)率(lv)數(shu)值大(da)約是碳(tan)鋼的(de)(de)三(san)分(fen)之一，明顯(xian)差異很(hen)大(da)，這(zhe)樣的(de)(de)差異就會導(dao)致(zhi)兩(liang)種金屬物(wu)質熔化時間不同步(bu)，金屬結(jie)合(he)效果也不太好，運行過(guo)程(cheng)中就會影響焊接(jie)過(guo)程(cheng)，最終焊縫性能不良。
3. 線膨(peng)脹(zhang)系數差異
不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼和碳鋼線膨脹系數是不(bu)(bu)(bu)一樣(yang)的，這種不(bu)(bu)(bu)同(tong)性能就會在焊(han)(han)接連接后促使兩種金屬(shu)(shu)冷卻后產生(sheng)不(bu)(bu)(bu)同(tong)反應，焊(han)(han)縫收縮量不(bu)(bu)(bu)同(tong)，接頭處就會出現高應力狀態，促使焊(han)(han)縫處或者熱影響區域(yu)產生(sheng)裂紋，甚至導致焊(han)(han)縫與金屬(shu)(shu)剝離現象。
4. 電磁性差異
兩種金屬的電磁性差異(yi)不(bu)同，就(jiu)有(you)可能導致焊接(jie)連接(jie)時(shi)出現不(bu)穩(wen)定現象，不(bu)銹鋼和(he)碳(tan)鋼的電磁性就(jiu)存在(zai)很大差異(yi)，容易(yi)造成焊接(jie)電弧(hu)偏(pian)弧(hu)或者電弧(hu)燃燒不(bu)穩(wen)定結果，這(zhe)樣就(jiu)會(hui)出現焊縫處變形變壞。
5. 形(xing)成脆性化(hua)合(he)物(wu)
金(jin)屬(shu)進行焊接(jie)(jie)后(hou)在焊縫處(chu)形成(cheng)(cheng)新(xin)物(wu)質(zhi)，成(cheng)(cheng)為金(jin)屬(shu)間(jian)化合物(wu)，這些(xie)物(wu)質(zhi)有(you)些(xie)物(wu)理(li)屬(shu)性較(jiao)脆(cui)，就可能對接(jie)(jie)頭處(chu)力學性能產生(sheng)較(jiao)大影響，甚至(zhi)會(hui)降低焊縫處(chu)塑性和韌(ren)性。有(you)些(xie)金(jin)屬(shu)焊接(jie)(jie)后(hou)，接(jie)(jie)頭處(chu)性能良好，但是容易生(sheng)成(cheng)(cheng)其(qi)他(ta)物(wu)質(zhi)，比如在熱影響區的(de)晶界上形成(cheng)(cheng)一種貧鉻層，這種物(wu)質(zhi)含(han)有(you)碳化物(wu)，一旦產生(sheng)，就會(hui)導致在使用過程(cheng)中產生(sheng)晶間(jian)腐蝕。
三、不銹鋼與碳鋼的(de)連接
1. 不銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)管道的法蘭連接
通過(guo)上(shang)述綜合分析，配管(guan)設計時，一般(ban)盡量(liang)避免(mian)異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接，當遇到工藝參數改變(bian)，管(guan)道(dao)等級(ji)變(bian)化，不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管(guan)道(dao)需(xu)要連接時，一般(ban)用法蘭連接分界(jie)。特別是(shi)高(gao)溫、高(gao)壓流(liu)體管(guan)道(dao)避免(mian)異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接。
2. 不銹鋼與碳鋼的焊接(jie)連接(jie)與工藝措施
當常溫、低(di)壓流體管道在特殊(shu)情(qing)況下(xia)，必(bi)須采用不(bu)銹鋼(gang)和碳鋼(gang)直接(jie)(jie)(jie)焊接(jie)(jie)(jie)時，需(xu)注(zhu)意焊接(jie)(jie)(jie)完成后(hou)最后(hou)進行消(xiao)除應力熱(re)處(chu)理(li)，并需(xu)注(zhu)意以下(xia)焊接(jie)(jie)(jie)工(gong)藝措施：
①. 選(xuan)擇焊(han)接材(cai)料(liao)
不銹鋼和碳(tan)鋼進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)口(kou)處金(jin)屬(shu)化學(xue)成(cheng)分是由填充金(jin)屬(shu)決(jue)定，兩種不同(tong)金(jin)屬(shu)具有不同(tong)焊(han)(han)(han)接(jie)屬(shu)性，從調(diao)整焊(han)(han)(han)縫(feng)和熔(rong)合區組織性能，改變焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭應力分布狀況(kuang)，抑制熔(rong)和區中碳(tan)擴散(san)等方面進行(xing)研究，實(shi)現結(jie)構(gou)使(shi)用性能最終(zhong)目標，幫助焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)成(cheng)分應力接(jie)近其(qi)中一(yi)(yi)種金(jin)屬(shu)成(cheng)分，一(yi)(yi)般工業中都(dou)是選擇奧(ao)氏體不銹鋼焊(han)(han)(han)條A307。
②. 焊接(jie)接(jie)頭坡口
焊(han)接(jie)接(jie)頭處(chu)會出現(xian)不(bu)(bu)同大(da)小坡口，4mm厚(hou)度不(bu)(bu)用開坡口，采(cai)取(qu)直接(jie)焊(han)接(jie)方式進(jin)行(xing)；4～6mm厚(hou)度，焊(han)縫處(chu)直接(jie)進(jin)行(xing)雙(shuang)面焊(han)接(jie)，不(bu)(bu)需要開坡口；6mm以(yi)上就屬(shu)于大(da)數值，進(jin)行(xing)開坡口就需要確(que)保焊(han)接(jie)熔(rong)合區的性(xing)能，一般(ban)都是開V形(xing)或者X形(xing)坡口。
③. 焊接操(cao)作方法
采(cai)用手工弧(hu)焊方(fang)式。選(xuan)擇比較小的熱(re)輸入(ru)，小的焊接電流(liu)，采(cai)取比較快的焊接速度(du)，電流(liu)和速度(du)要(yao)控制(zhi)在合理范圍(wei)，不引起失誤。采(cai)用短弧(hu)焊，焊接時(shi)電弧(hu)要(yao)偏(pian)向(xiang)碳鋼材料方(fang)向(xiang)，保障(zhang)兩(liang)側金(jin)屬(shu)材料受熱(re)均(jun)勻一致，確(que)保兩(liang)邊(bian)受熱(re)一致。
④. 焊后處理(li)和檢驗。
