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。
不銹鋼與碳(tan)鋼管道可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)異種鋼焊接(jie)的情況：
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(xiu)鋼(gang)管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的特殊伴熱管為不銹(xiu)鋼，而蒸汽分配站為碳(tan)(tan)鋼，此時會出現碳(tan)(tan)鋼與不銹(xiu)鋼的連接(jie)；
③. 有的設(she)備為不銹鋼(gang)，而壓力管道為碳鋼(gang)，此(ci)時(shi)會(hui)出(chu)現碳鋼(gang)與不銹鋼(gang)的連接；
④. 有的(de)夾套(tao)管芯(xin)管用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)、夾套(tao)用(yong)碳(tan)鋼(gang)，有的(de)夾套(tao)芯(xin)管用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)、夾套(tao)也用(yong)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)、熱(re)媒管用(yong)碳(tan)鋼(gang)，會出(chu)現碳(tan)鋼(gang)與不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)連接。
一、一般情況碳鋼與不銹(xiu)鋼不直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸
1. 在GB50235《工業金屬管(guan)道(dao)工程施(shi)工規(gui)(gui)范(fan)》規(gui)(gui)定“不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)道(dao)與支架之間應墊(dian)入不(bu)銹(xiu)鋼(gang)或氯離子(zi)含量不(bu)超過50x10-6的(de)非金屬墊(dian)片”，原因是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)(he)碳鋼(gang)直(zhi)接接觸會發生電化學(xue)腐(fu)蝕，在儲(chu)存、運輸(shu)、加工和(he)(he)安裝時，一定要(yao)嚴格分開。
2. 不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的金相組織和表面鈍化膜，使得它在(zai)(zai)一(yi)般(ban)情況(kuang)下較難與(yu)介質發生(sheng)化學(xue)反應而(er)(er)被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，但(dan)并不(bu)(bu)是在(zai)(zai)任(ren)何條件下都不(bu)(bu)能被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)(zai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質和誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）存(cun)在(zai)(zai)的條件下，不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也能與(yu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質發生(sheng)緩慢的化學(xue)和電(dian)化學(xue)反應被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，而(er)(er)且在(zai)(zai)一(yi)定條件下的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度(du)相當(dang)快而(er)(er)產生(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)現象，尤其是點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)件的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)機理主要為電(dian)化學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當(dang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)直接接觸(chu)會產生(sheng)腐(fu)(fu)(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)鋼(gang)材料含(han)碳(tan)量的多少直接(jie)關系到(dao)碳(tan)素(su)(su)(su)鋼(gang)材料性(xing)能(neng)，隨著含(han)碳(tan)量增加，鋼(gang)的硬度、強度隨之提升，鋼(gang)材的塑性(xing)、可焊性(xing)能(neng)降低(di)。同時碳(tan)鋼(gang)中(zhong)錳元(yuan)素(su)(su)(su)、硅元(yuan)素(su)(su)(su)、鎳元(yuan)素(su)(su)(su)、硫元(yuan)素(su)(su)(su)也對(dui)碳(tan)鋼(gang)材性(xing)能(neng)影響。
電(dian)(dian)(dian)偶(ou)腐(fu)蝕，是(shi)由兩(liang)種不(bu)同(tong)電(dian)(dian)(dian)位金(jin)(jin)屬接觸(chu)，從(cong)而(er)引(yin)起電(dian)(dian)(dian)位低的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬發生(sheng)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)異種金(jin)(jin)屬接觸(chu)腐(fu)蝕。當(dang)不(bu)銹鋼材料(liao)(liao)與碳鋼材料(liao)(liao)混合儲存時，不(bu)銹鋼含有鎳(nie)、鉻金(jin)(jin)屬元(yuan)(yuan)素(su)而(er)活潑性降低，電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位便高于普通(tong)碳鋼為陰(yin)極(ji)、碳鋼為陽(yang)極(ji)。在潮濕的(de)(de)(de)(de)空氣中水(shui)汽(qi)不(bu)可避(bi)免地溶入(ru)二氧(yang)化碳而(er)形(xing)成酸性的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解質，從(cong)而(er)形(xing)成電(dian)(dian)(dian)偶(ou)反應，碳素(su)體中的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)元(yuan)(yuan)素(su)失去電(dian)(dian)(dian)子(zi)，形(xing)成正二價(jia)鐵(tie)離子(zi)，得到電(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)元(yuan)(yuan)素(su)變(bian)成三氧(yang)化二鐵(tie)，電(dian)(dian)(dian)流(liu)就會如此通(tong)過高位電(dian)(dian)(dian)極(ji)（陽(yang)極(ji)）金(jin)(jin)屬流(liu)入(ru)低位電(dian)(dian)(dian)極(ji)（陰(yin)極(ji)），至此金(jin)(jin)屬化學(xue)能(neng)以電(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)(de)(de)形(xing)式(shi)損失，陰(yin)極(ji)金(jin)(jin)屬因受到保護而(er)腐(fu)蝕減慢，陽(yang)極(ji)以電(dian)(dian)(dian)子(zi)損失而(er)更(geng)快地腐(fu)蝕。
當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)直接接觸時，隨(sui)著(zhu)時間(jian)(jian)(jian)的推移，碳(tan)鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)不(bu)斷(duan)地(di)(di)(di)鈍(dun)化，碳(tan)鋼(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的產物對碳(tan)鋼(gang)起到(dao)了(le)一定性(xing)的保護作用，從而減(jian)(jian)緩了(le)碳(tan)鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)。但(dan)是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)隨(sui)著(zhu)時間(jian)(jian)(jian)的推移，材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)表面(mian)的鈍(dun)化保護膜不(bu)斷(duan)地(di)(di)(di)損失，且(qie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)為前期(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)極小，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物較少，難以對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)起到(dao)保護作用，最終是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)隨(sui)著(zhu)時間(jian)(jian)(jian)的推移其腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的速(su)(su)率(lv)(lv)不(bu)斷(duan)地(di)(di)(di)加大。綜合上述，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)的接觸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)為前期(qi)碳(tan)鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)較快(kuai)，但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhu)時間(jian)(jian)(jian)的推移碳(tan)鋼(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)減(jian)(jian)低，而不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)不(bu)斷(duan)地(di)(di)(di)加大。
二、不銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)的異種鋼(gang)焊接
根據GB 50236《現場設備、工(gong)業(ye)管道焊接工(gong)程(cheng)施(shi)工(gong)規范(fan)》、SH/T 3526《石油(you)化工(gong)異種鋼(gang)焊接規程(cheng)》等規范(fan)的要求，進行不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)異種鋼(gang)焊接。但是，不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的異種鋼(gang)焊接容(rong)易出現以下問題。
1. 熔點(dian)差異
不銹鋼和碳鋼材料熔點(dian)不一(yi)樣，當焊(han)接(jie)過程中，兩種(zhong)金(jin)屬熔點(dian)相差較(jiao)大(da)時(shi)，就可能出現焊(han)接(jie)性能降低，熔點(dian)較(jiao)低的(de)金(jin)屬會(hui)(hui)產生金(jin)屬流失，還有(you)可能是蒸發和合(he)金(jin)元素的(de)大(da)量(liang)燒損(sun)，這樣就會(hui)(hui)產生很多實際操(cao)作(zuo)問題。
2. 熱導率和比熱容差異
金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)熱(re)導(dao)率(lv)和(he)比熱(re)容(rong)是影(ying)(ying)響焊接(jie)技術重要因(yin)素，對被焊接(jie)材料的(de)(de)熔化和(he)焊縫的(de)(de)凝固(gu)結晶造成影(ying)(ying)響。不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼熱(re)導(dao)率(lv)數值大(da)約(yue)是碳鋼的(de)(de)三分之一，明顯差異很大(da)，這樣的(de)(de)差異就會導(dao)致(zhi)兩種金(jin)屬(shu)(shu)物質(zhi)熔化時(shi)間(jian)不(bu)(bu)(bu)同步(bu)，金(jin)屬(shu)(shu)結合(he)效果(guo)也(ye)不(bu)(bu)(bu)太(tai)好，運(yun)行(xing)過(guo)程中就會影(ying)(ying)響焊接(jie)過(guo)程，最終焊縫性能不(bu)(bu)(bu)良。
3. 線膨脹系數差異
不(bu)銹鋼和(he)碳鋼線膨脹(zhang)系數(shu)是(shi)不(bu)一樣的，這種不(bu)同(tong)性能就會(hui)在焊(han)接連接后(hou)促使兩(liang)種金(jin)屬(shu)冷(leng)卻后(hou)產生不(bu)同(tong)反(fan)應，焊(han)縫(feng)(feng)收縮(suo)量(liang)不(bu)同(tong)，接頭處(chu)就會(hui)出現高應力狀態(tai)，促使焊(han)縫(feng)(feng)處(chu)或(huo)者熱影響區域(yu)產生裂紋，甚(shen)至導(dao)致焊(han)縫(feng)(feng)與金(jin)屬(shu)剝離現象。
4. 電磁性(xing)差(cha)異
兩種金屬的電(dian)(dian)磁性差異不同，就有可能(neng)導致焊(han)(han)接連接時(shi)出現(xian)(xian)不穩定(ding)現(xian)(xian)象，不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)的電(dian)(dian)磁性就存在很大(da)差異，容(rong)易造成焊(han)(han)接電(dian)(dian)弧偏弧或者電(dian)(dian)弧燃燒不穩定(ding)結果(guo)，這(zhe)樣就會出現(xian)(xian)焊(han)(han)縫處變形(xing)變壞。
5. 形成脆性(xing)化(hua)合物(wu)
金(jin)屬(shu)進行焊接后(hou)在(zai)焊縫處形(xing)成(cheng)新物(wu)(wu)質，成(cheng)為金(jin)屬(shu)間化合(he)物(wu)(wu)，這(zhe)些物(wu)(wu)質有(you)些物(wu)(wu)理屬(shu)性(xing)較脆，就可能(neng)對接頭處力(li)學性(xing)能(neng)產生較大(da)影響，甚(shen)至(zhi)會降低(di)焊縫處塑(su)性(xing)和韌性(xing)。有(you)些金(jin)屬(shu)焊接后(hou)，接頭處性(xing)能(neng)良好，但是容(rong)易生成(cheng)其他(ta)物(wu)(wu)質，比如在(zai)熱影響區的晶(jing)界上形(xing)成(cheng)一種貧鉻層，這(zhe)種物(wu)(wu)質含有(you)碳(tan)化物(wu)(wu)，一旦(dan)產生，就會導致在(zai)使用過程中產生晶(jing)間腐蝕(shi)。
三、不銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)的連接
1. 不銹鋼與碳鋼管道的(de)法蘭連(lian)接
通過上(shang)述綜合分(fen)析，配(pei)管(guan)設(she)計時，一般盡量避(bi)免(mian)異種鋼(gang)焊接(jie)(jie)，當遇到工(gong)藝參數改變(bian)，管(guan)道等級變(bian)化，不銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)管(guan)道需要連接(jie)(jie)時，一般用法(fa)蘭連接(jie)(jie)分(fen)界。特別(bie)是高溫、高壓流體管(guan)道避(bi)免(mian)異種鋼(gang)焊接(jie)(jie)。
2. 不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的焊(han)接(jie)連接(jie)與工藝措施
當常溫、低壓(ya)流(liu)體管道(dao)在特殊(shu)情(qing)況下，必須采用不銹鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)直接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)時，需注意(yi)焊(han)接(jie)(jie)完成后最后進行消(xiao)除應力熱處理，并需注意(yi)以(yi)下焊(han)接(jie)(jie)工藝措施：
①. 選擇焊接材料
不銹(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)進行焊(han)接(jie)，焊(han)口處金屬(shu)化(hua)學(xue)成分是由填充金屬(shu)決(jue)定，兩種不同(tong)金屬(shu)具有(you)不同(tong)焊(han)接(jie)屬(shu)性，從調(diao)整焊(han)縫和熔(rong)合區組織(zhi)性能，改(gai)變焊(han)接(jie)接(jie)頭應(ying)力分布狀況，抑制(zhi)熔(rong)和區中(zhong)碳擴散(san)等(deng)方面進行研究，實現(xian)結(jie)構使(shi)用性能最終目標，幫助焊(han)縫金屬(shu)的(de)成分應(ying)力接(jie)近其(qi)中(zhong)一(yi)種金屬(shu)成分，一(yi)般工業中(zhong)都是選擇奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)條A307。
②. 焊接(jie)接(jie)頭坡口
焊接(jie)接(jie)頭(tou)處(chu)會出現不(bu)(bu)同大小坡口(kou)(kou)，4mm厚度(du)不(bu)(bu)用開(kai)(kai)坡口(kou)(kou)，采(cai)取直(zhi)接(jie)焊接(jie)方式進行；4～6mm厚度(du)，焊縫(feng)處(chu)直(zhi)接(jie)進行雙面焊接(jie)，不(bu)(bu)需(xu)要開(kai)(kai)坡口(kou)(kou)；6mm以上就屬(shu)于大數值，進行開(kai)(kai)坡口(kou)(kou)就需(xu)要確保焊接(jie)熔合區的(de)性能，一般都(dou)是開(kai)(kai)V形(xing)或(huo)者X形(xing)坡口(kou)(kou)。
③. 焊(han)接操作方(fang)法
采用手(shou)工弧(hu)(hu)焊(han)方(fang)式。選擇(ze)比(bi)較小(xiao)的熱(re)輸入，小(xiao)的焊(han)接電流，采取(qu)比(bi)較快的焊(han)接速度，電流和速度要控制在(zai)合理范圍，不(bu)引起失誤(wu)。采用短弧(hu)(hu)焊(han)，焊(han)接時電弧(hu)(hu)要偏(pian)向碳鋼材(cai)料(liao)方(fang)向，保障(zhang)兩側金屬材(cai)料(liao)受熱(re)均勻一(yi)致，確(que)保兩邊受熱(re)一(yi)致。
④. 焊后處理和檢驗。
