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(xiu)鋼(gang)與碳鋼(gang)管道可能存在異種鋼(gang)焊接的情(qing)況(kuang)：
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(gang)管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的特殊伴熱管為(wei)不(bu)銹鋼，而蒸汽分配站為(wei)碳鋼，此時會出現碳鋼與不(bu)銹鋼的連接；
③. 有的設備為(wei)不(bu)銹鋼(gang)，而壓力管道為(wei)碳(tan)鋼(gang)，此時會出現碳(tan)鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)的連接；
④. 有(you)的(de)夾(jia)(jia)套(tao)(tao)管(guan)芯管(guan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼、夾(jia)(jia)套(tao)(tao)用(yong)碳(tan)鋼，有(you)的(de)夾(jia)(jia)套(tao)(tao)芯管(guan)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼、夾(jia)(jia)套(tao)(tao)也(ye)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼、熱媒管(guan)用(yong)碳(tan)鋼，會(hui)出現碳(tan)鋼與(yu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)連接。
一、一般情況碳鋼與不(bu)銹鋼不(bu)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸
1. 在GB50235《工(gong)(gong)業金屬(shu)管道(dao)(dao)工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)規范》規定(ding)“不(bu)銹鋼(gang)管道(dao)(dao)與支架之間應墊入不(bu)銹鋼(gang)或氯(lv)離子含(han)量(liang)不(bu)超過50x10-6的非金屬(shu)墊片(pian)”，原因是不(bu)銹鋼(gang)和碳鋼(gang)直(zhi)接接觸(chu)會發生電化(hua)學腐蝕，在儲存(cun)、運輸、加工(gong)(gong)和安裝時(shi)，一(yi)定(ding)要嚴格分開。
2. 不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)金相(xiang)組織和(he)表(biao)面(mian)鈍化(hua)膜，使得它在(zai)一(yi)(yi)般情況下較難與介(jie)質發生(sheng)化(hua)學反應(ying)(ying)而(er)被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，但并不(bu)(bu)是在(zai)任(ren)何條件(jian)(jian)下都不(bu)(bu)能被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質和(he)誘因（如劃傷、飛(fei)濺、割渣等）存在(zai)的(de)(de)條件(jian)(jian)下，不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)也能與腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質發生(sheng)緩慢的(de)(de)化(hua)學和(he)電化(hua)學反應(ying)(ying)被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，而(er)且(qie)在(zai)一(yi)(yi)定條件(jian)(jian)下的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度相(xiang)當(dang)快而(er)產(chan)生(sheng)銹蝕(shi)(shi)(shi)現象，尤其是點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)機(ji)理主要為電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當(dang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)直接(jie)接(jie)觸會產(chan)生(sheng)腐(fu)蝕(shi)(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(tan)(tan)鋼(gang)材料含碳(tan)(tan)量的多少(shao)直接關系到碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)材料性(xing)(xing)能，隨著含碳(tan)(tan)量增(zeng)加，鋼(gang)的硬度(du)、強度(du)隨之(zhi)提(ti)升(sheng)，鋼(gang)材的塑性(xing)(xing)、可(ke)焊性(xing)(xing)能降低(di)。同(tong)時碳(tan)(tan)鋼(gang)中錳(meng)元(yuan)(yuan)素(su)、硅元(yuan)(yuan)素(su)、鎳元(yuan)(yuan)素(su)、硫元(yuan)(yuan)素(su)也對碳(tan)(tan)鋼(gang)材性(xing)(xing)能影響。
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶腐蝕(shi)，是由兩種不同電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位金(jin)屬(shu)接觸，從而(er)引起電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位低(di)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)發生(sheng)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)異種金(jin)屬(shu)接觸腐蝕(shi)。當不銹鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料與碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料混(hun)合儲存時，不銹鋼(gang)(gang)(gang)含有鎳、鉻金(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)而(er)活潑性降低(di)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位便高于(yu)普通(tong)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)(wei)陰(yin)極(ji)、碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)(wei)陽極(ji)。在(zai)潮濕的(de)(de)(de)空氣中水(shui)汽不可避免(mian)地(di)溶入(ru)二(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)而(er)形(xing)成酸性的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質，從而(er)形(xing)成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶反應，碳(tan)(tan)素(su)體(ti)中的(de)(de)(de)鐵元(yuan)素(su)失去電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)，形(xing)成正二(er)價鐵離子(zi)，得到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)鐵元(yuan)素(su)變成三氧化(hua)二(er)鐵，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)就會如此(ci)通(tong)過高位電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陽極(ji)）金(jin)屬(shu)流(liu)入(ru)低(di)位電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陰(yin)極(ji)），至此(ci)金(jin)屬(shu)化(hua)學能以電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)(de)形(xing)式損失，陰(yin)極(ji)金(jin)屬(shu)因受到(dao)保護(hu)而(er)腐蝕(shi)減(jian)慢，陽極(ji)以電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)損失而(er)更快地(di)腐蝕(shi)。
當不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼與(yu)(yu)碳(tan)鋼直(zhi)接接觸時(shi)(shi)，隨著(zhu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的推(tui)移，碳(tan)鋼的腐蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)斷地(di)(di)鈍化，碳(tan)鋼腐蝕(shi)(shi)(shi)的產物對(dui)碳(tan)鋼起到了一(yi)定(ding)性的保(bao)護作用，從而(er)減(jian)緩(huan)了碳(tan)鋼的腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)。但(dan)是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的腐蝕(shi)(shi)(shi)隨著(zhu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的推(tui)移，材(cai)料(liao)表面的鈍化保(bao)護膜不(bu)(bu)(bu)(bu)斷地(di)(di)損失，且不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼因為(wei)前(qian)期腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)極小，腐蝕(shi)(shi)(shi)產物較(jiao)少，難以對(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼材(cai)料(liao)起到保(bao)護作用，最終是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼材(cai)料(liao)隨著(zhu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的推(tui)移其腐蝕(shi)(shi)(shi)的速率(lv)不(bu)(bu)(bu)(bu)斷地(di)(di)加大(da)。綜合上述，不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼與(yu)(yu)碳(tan)鋼的接觸腐蝕(shi)(shi)(shi)為(wei)前(qian)期碳(tan)鋼材(cai)料(liao)腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)較(jiao)快(kuai)，但(dan)是(shi)(shi)隨著(zhu)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的推(tui)移碳(tan)鋼腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)減(jian)低，而(er)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的腐蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)不(bu)(bu)(bu)(bu)斷地(di)(di)加大(da)。
二、不(bu)銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)的異種鋼(gang)焊(han)接
根據GB 50236《現場設(she)備、工(gong)(gong)業管(guan)道焊接(jie)工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)規范(fan)》、SH/T 3526《石油(you)化(hua)工(gong)(gong)異種鋼(gang)焊接(jie)規程》等規范(fan)的要求，進(jin)行(xing)不銹鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)異種鋼(gang)焊接(jie)。但是，不銹鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)的異種鋼(gang)焊接(jie)容易出現以下問題。
1. 熔點差異
不銹鋼和碳(tan)鋼材(cai)料熔點(dian)不一(yi)樣，當焊接過程中，兩種金(jin)屬(shu)(shu)熔點(dian)相(xiang)差較大(da)時，就可能出現焊接性能降低，熔點(dian)較低的(de)金(jin)屬(shu)(shu)會產生金(jin)屬(shu)(shu)流失，還(huan)有(you)可能是蒸發(fa)和合金(jin)元素的(de)大(da)量(liang)燒損，這樣就會產生很(hen)多(duo)實際操作問(wen)題。
2. 熱導(dao)率和比熱容差異(yi)
金屬(shu)的熱導率和比(bi)熱容是影響焊(han)接(jie)技術重(zhong)要因素，對被焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)的熔化(hua)和焊(han)縫的凝固結(jie)晶造成影響。不銹(xiu)鋼熱導率數值(zhi)大約(yue)是碳鋼的三(san)分之一，明顯差異很大，這樣(yang)的差異就(jiu)會導致兩(liang)種金屬(shu)物質熔化(hua)時(shi)間不同(tong)步，金屬(shu)結(jie)合效果(guo)也不太好(hao)，運(yun)行過程中(zhong)就(jiu)會影響焊(han)接(jie)過程，最終(zhong)焊(han)縫性能不良(liang)。
3. 線膨(peng)脹(zhang)系數差(cha)異
不(bu)銹鋼和碳鋼線膨脹系數是(shi)不(bu)一樣(yang)的，這種不(bu)同(tong)(tong)性能就會在焊(han)接(jie)連接(jie)后促(cu)使兩種金屬冷卻(que)后產(chan)生不(bu)同(tong)(tong)反應，焊(han)縫(feng)收縮量不(bu)同(tong)(tong)，接(jie)頭處(chu)就會出(chu)現高應力狀態(tai)，促(cu)使焊(han)縫(feng)處(chu)或(huo)者熱影(ying)響(xiang)區域(yu)產(chan)生裂紋，甚至導致焊(han)縫(feng)與金屬剝離現象。
4. 電磁性(xing)差異(yi)
兩種金屬的電(dian)(dian)磁性(xing)差(cha)(cha)異不(bu)(bu)同，就有可能(neng)導致(zhi)焊接連接時出現不(bu)(bu)穩(wen)定現象(xiang)，不(bu)(bu)銹鋼和碳鋼的電(dian)(dian)磁性(xing)就存在很大差(cha)(cha)異，容易造成焊接電(dian)(dian)弧偏弧或者(zhe)電(dian)(dian)弧燃燒不(bu)(bu)穩(wen)定結果，這樣就會出現焊縫處變形(xing)變壞。
5. 形成脆性化合物
金屬進行焊(han)接(jie)后在焊(han)縫(feng)處形(xing)成(cheng)新(xin)物(wu)質(zhi)(zhi)，成(cheng)為金屬間(jian)化合(he)物(wu)，這(zhe)些(xie)物(wu)質(zhi)(zhi)有(you)些(xie)物(wu)理屬性(xing)(xing)較脆(cui)，就可能(neng)對接(jie)頭處力學性(xing)(xing)能(neng)產(chan)(chan)生較大影響，甚至會降低焊(han)縫(feng)處塑性(xing)(xing)和(he)韌性(xing)(xing)。有(you)些(xie)金屬焊(han)接(jie)后，接(jie)頭處性(xing)(xing)能(neng)良好，但是容(rong)易(yi)生成(cheng)其他物(wu)質(zhi)(zhi)，比如在熱(re)影響區(qu)的(de)晶界上形(xing)成(cheng)一種(zhong)貧鉻(ge)層，這(zhe)種(zhong)物(wu)質(zhi)(zhi)含(han)有(you)碳化物(wu)，一旦產(chan)(chan)生，就會導致在使用過程中(zhong)產(chan)(chan)生晶間(jian)腐蝕。
三、不(bu)銹鋼與(yu)碳鋼的連接
1. 不銹鋼與(yu)碳(tan)鋼管道的法(fa)蘭連接(jie)
通過上述綜合分析，配管(guan)設計時，一般盡量避免(mian)異種鋼焊(han)接(jie)(jie)，當遇(yu)到(dao)工藝參數改變，管(guan)道(dao)等(deng)級變化(hua)，不銹鋼與碳鋼管(guan)道(dao)需(xu)要連接(jie)(jie)時，一般用法蘭連接(jie)(jie)分界。特別(bie)是高溫、高壓流(liu)體管(guan)道(dao)避免(mian)異種鋼焊(han)接(jie)(jie)。
2. 不(bu)銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的焊接連接與工藝(yi)措(cuo)施
當常溫、低壓流(liu)體管道(dao)在特殊(shu)情況(kuang)下，必須采用不(bu)銹鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)直接(jie)焊接(jie)時，需(xu)注(zhu)(zhu)意焊接(jie)完成后(hou)最后(hou)進(jin)行(xing)消除(chu)應力(li)熱(re)處(chu)理，并需(xu)注(zhu)(zhu)意以(yi)下焊接(jie)工藝措施：
①. 選擇(ze)焊接材料
不(bu)(bu)銹鋼(gang)和碳(tan)(tan)鋼(gang)進行焊(han)(han)(han)(han)接，焊(han)(han)(han)(han)口(kou)處(chu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)化學成分(fen)(fen)(fen)是(shi)由填(tian)充金(jin)(jin)屬(shu)(shu)決定，兩(liang)種不(bu)(bu)同(tong)(tong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)具有不(bu)(bu)同(tong)(tong)焊(han)(han)(han)(han)接屬(shu)(shu)性(xing)，從(cong)調整焊(han)(han)(han)(han)縫和熔(rong)(rong)合區組(zu)織性(xing)能，改變焊(han)(han)(han)(han)接接頭應(ying)力分(fen)(fen)(fen)布狀況，抑制熔(rong)(rong)和區中(zhong)碳(tan)(tan)擴(kuo)散等(deng)方面(mian)進行研究，實現結(jie)構使用性(xing)能最(zui)終目標，幫助焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)成分(fen)(fen)(fen)應(ying)力接近其中(zhong)一種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)成分(fen)(fen)(fen)，一般(ban)工業中(zhong)都(dou)是(shi)選擇奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)條A307。
②. 焊接接頭坡口
焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)處會出現(xian)不(bu)同大小坡(po)(po)口，4mm厚度(du)不(bu)用(yong)開坡(po)(po)口，采取直接(jie)焊(han)接(jie)方式(shi)進(jin)(jin)行；4～6mm厚度(du)，焊(han)縫(feng)處直接(jie)進(jin)(jin)行雙面焊(han)接(jie)，不(bu)需要(yao)(yao)開坡(po)(po)口；6mm以(yi)上就屬于大數值，進(jin)(jin)行開坡(po)(po)口就需要(yao)(yao)確(que)保焊(han)接(jie)熔合區的性能，一般(ban)都(dou)是開V形(xing)或者X形(xing)坡(po)(po)口。
③. 焊接操(cao)作(zuo)方法
采用手(shou)工弧(hu)焊(han)方式。選擇比較小的(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)入(ru)，小的(de)(de)焊(han)接(jie)電(dian)流，采取比較快的(de)(de)焊(han)接(jie)速度，電(dian)流和速度要(yao)控制在合理范圍，不引起失誤。采用短弧(hu)焊(han)，焊(han)接(jie)時(shi)電(dian)弧(hu)要(yao)偏向(xiang)碳鋼材(cai)料(liao)(liao)方向(xiang)，保障兩(liang)側金屬材(cai)料(liao)(liao)受熱(re)(re)均勻一致，確(que)保兩(liang)邊受熱(re)(re)一致。
④. 焊后(hou)處理和(he)檢驗。
