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(xiu)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(bu)銹鋼與碳鋼管(guan)道可(ke)能存在異(yi)種(zhong)鋼焊接的情(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(re)管(guan)為不銹鋼(gang)(gang)，而蒸汽分配站為碳鋼(gang)(gang)，此時會出(chu)現(xian)碳鋼(gang)(gang)與不銹鋼(gang)(gang)的(de)連接；
③. 有的設備為不(bu)銹鋼(gang)，而壓力管道為碳鋼(gang)，此時會出(chu)現碳鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)的連(lian)接；
④. 有(you)(you)的夾(jia)套(tao)(tao)管芯(xin)管用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、夾(jia)套(tao)(tao)用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)，有(you)(you)的夾(jia)套(tao)(tao)芯(xin)管用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、夾(jia)套(tao)(tao)也用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、熱媒管用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)，會出現碳(tan)鋼(gang)(gang)與(yu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的連接。
一、一般(ban)情況碳鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)不(bu)直接接觸
1. 在(zai)GB50235《工(gong)業金(jin)屬管道工(gong)程施(shi)工(gong)規范》規定“不銹鋼(gang)管道與支架(jia)之間應墊入(ru)不銹鋼(gang)或氯(lv)離子含(han)量不超過(guo)50x10-6的非金(jin)屬墊片”，原因是不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)直接(jie)接(jie)觸會發生電化(hua)學腐蝕，在(zai)儲存、運輸、加工(gong)和安裝時，一定要嚴(yan)格分開。
2. 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的金相(xiang)組織和(he)(he)(he)表面(mian)鈍化(hua)膜，使得它(ta)在一般情況(kuang)下較難與(yu)介質發生(sheng)化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)而(er)被(bei)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，但(dan)并不(bu)是在任(ren)何條(tiao)件下都不(bu)能(neng)被(bei)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質和(he)(he)(he)誘(you)因（如(ru)劃(hua)傷、飛(fei)濺、割渣等）存在的條(tiao)件下，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也能(neng)與(yu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質發生(sheng)緩慢的化(hua)學(xue)(xue)和(he)(he)(he)電化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)被(bei)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，而(er)且在一定條(tiao)件下的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度相(xiang)當快而(er)產生(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)現象，尤其(qi)是點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)(he)(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)件的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)機(ji)理主(zhu)要為電化(hua)學(xue)(xue)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)直(zhi)接接觸(chu)會產生(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。
碳鋼(gang)材料含碳量(liang)(liang)的(de)多少直接關系到碳素(su)(su)鋼(gang)材料性(xing)能，隨(sui)著含碳量(liang)(liang)增加，鋼(gang)的(de)硬(ying)度、強度隨(sui)之提(ti)升，鋼(gang)材的(de)塑性(xing)、可焊性(xing)能降低。同(tong)時(shi)碳鋼(gang)中錳(meng)元素(su)(su)、硅元素(su)(su)、鎳元素(su)(su)、硫(liu)元素(su)(su)也(ye)對碳鋼(gang)材性(xing)能影響。
電偶腐(fu)(fu)蝕(shi)，是由(you)兩種不同電位(wei)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)接觸，從而(er)(er)(er)引起電位(wei)低(di)的(de)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)發生腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)異種金屬(shu)(shu)(shu)(shu)接觸腐(fu)(fu)蝕(shi)。當(dang)不銹鋼材(cai)料與碳(tan)鋼材(cai)料混合儲存時(shi)，不銹鋼含有鎳、鉻金屬(shu)(shu)(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素(su)而(er)(er)(er)活潑性降(jiang)低(di)，電極(ji)(ji)電位(wei)便高(gao)于(yu)普(pu)通碳(tan)鋼為陰(yin)極(ji)(ji)、碳(tan)鋼為陽極(ji)(ji)。在潮(chao)濕的(de)空氣中水汽不可避免地溶(rong)入二(er)氧化碳(tan)而(er)(er)(er)形成(cheng)酸性的(de)電解質，從而(er)(er)(er)形成(cheng)電偶反應，碳(tan)素(su)體(ti)中的(de)鐵(tie)(tie)(tie)元(yuan)(yuan)素(su)失去(qu)電子，形成(cheng)正(zheng)二(er)價鐵(tie)(tie)(tie)離子，得(de)到電子的(de)鐵(tie)(tie)(tie)元(yuan)(yuan)素(su)變(bian)成(cheng)三氧化二(er)鐵(tie)(tie)(tie)，電流就會(hui)如此通過高(gao)位(wei)電極(ji)(ji)（陽極(ji)(ji)）金屬(shu)(shu)(shu)(shu)流入低(di)位(wei)電極(ji)(ji)（陰(yin)極(ji)(ji)），至此金屬(shu)(shu)(shu)(shu)化學能以電能的(de)形式損(sun)失，陰(yin)極(ji)(ji)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)因受到保護而(er)(er)(er)腐(fu)(fu)蝕(shi)減慢(man)，陽極(ji)(ji)以電子損(sun)失而(er)(er)(er)更快地腐(fu)(fu)蝕(shi)。
當不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)直接接觸時，隨(sui)著時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)，碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)斷地(di)鈍(dun)化，碳(tan)鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)產物(wu)對碳(tan)鋼(gang)起到了一定性的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)作(zuo)用，從而減(jian)緩(huan)了碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv)(lv)。但是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)隨(sui)著時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)，材(cai)料表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化保(bao)護(hu)膜(mo)不(bu)(bu)(bu)斷地(di)損失，且不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)因為前(qian)期(qi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv)(lv)極小，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)較少，難以對不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)材(cai)料起到保(bao)護(hu)作(zuo)用，最終(zhong)是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)材(cai)料隨(sui)著時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)其腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)速率(lv)(lv)不(bu)(bu)(bu)斷地(di)加大。綜合上述，不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)接觸腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)為前(qian)期(qi)碳(tan)鋼(gang)材(cai)料腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv)(lv)較快，但是(shi)隨(sui)著時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)碳(tan)鋼(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv)(lv)減(jian)低(di)，而不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速率(lv)(lv)不(bu)(bu)(bu)斷地(di)加大。
二、不(bu)銹(xiu)鋼與碳(tan)鋼的異種鋼焊接
根據GB 50236《現場設備(bei)、工業管道焊接(jie)工程(cheng)施(shi)工規范》、SH/T 3526《石(shi)油(you)化(hua)工異(yi)種鋼(gang)焊接(jie)規程(cheng)》等規范的(de)要求，進行(xing)不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)異(yi)種鋼(gang)焊接(jie)。但是，不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)的(de)異(yi)種鋼(gang)焊接(jie)容易出現以下問題(ti)。
1. 熔點差異
不銹鋼和(he)(he)碳(tan)鋼材料熔(rong)點(dian)不一樣(yang)，當焊接過程中(zhong)，兩種(zhong)金(jin)(jin)屬熔(rong)點(dian)相(xiang)差(cha)較大時，就(jiu)可能(neng)出現焊接性能(neng)降低，熔(rong)點(dian)較低的(de)金(jin)(jin)屬會產(chan)生(sheng)金(jin)(jin)屬流(liu)失，還有可能(neng)是(shi)蒸發和(he)(he)合(he)金(jin)(jin)元素的(de)大量燒損，這樣(yang)就(jiu)會產(chan)生(sheng)很(hen)多實際操作問題。
2. 熱導(dao)率和比熱容(rong)差異
金屬(shu)的熱(re)(re)導(dao)率(lv)和(he)比(bi)熱(re)(re)容是影(ying)響(xiang)焊(han)接技術重要因(yin)素(su)，對被焊(han)接材料的熔(rong)化和(he)焊(han)縫的凝固結晶(jing)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。不銹鋼熱(re)(re)導(dao)率(lv)數值(zhi)大(da)(da)約(yue)是碳(tan)鋼的三分之一，明顯差(cha)異(yi)很大(da)(da)，這樣的差(cha)異(yi)就會導(dao)致兩(liang)種金屬(shu)物質(zhi)熔(rong)化時間不同步，金屬(shu)結合效果也不太好，運(yun)行過程(cheng)中(zhong)就會影(ying)響(xiang)焊(han)接過程(cheng)，最終焊(han)縫性能不良。
3. 線膨脹系數差異
不(bu)銹(xiu)鋼和(he)碳鋼線膨脹系數(shu)是(shi)不(bu)一樣的，這種不(bu)同性(xing)能就(jiu)會在焊(han)接(jie)連接(jie)后(hou)促(cu)使兩種金(jin)屬(shu)冷卻后(hou)產生(sheng)不(bu)同反應，焊(han)縫收(shou)縮量不(bu)同，接(jie)頭處就(jiu)會出現高應力狀態，促(cu)使焊(han)縫處或者熱影響區域產生(sheng)裂(lie)紋，甚至導致焊(han)縫與金(jin)屬(shu)剝離現象。
4. 電磁性差異
兩種金屬(shu)的電(dian)(dian)磁性(xing)差異不(bu)同，就有(you)可(ke)能導致焊(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)時出(chu)現(xian)不(bu)穩(wen)定現(xian)象，不(bu)銹鋼和碳(tan)鋼的電(dian)(dian)磁性(xing)就存在很大差異，容易造成焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)弧(hu)偏弧(hu)或者電(dian)(dian)弧(hu)燃燒不(bu)穩(wen)定結果(guo)，這樣就會(hui)出(chu)現(xian)焊(han)縫處變(bian)形(xing)變(bian)壞。
5. 形成脆性(xing)化合物(wu)
金屬(shu)(shu)進(jin)行(xing)焊接后在焊縫處(chu)形(xing)成新物質，成為金屬(shu)(shu)間(jian)化合物，這些(xie)物質有些(xie)物理(li)屬(shu)(shu)性(xing)較脆，就可能(neng)對接頭處(chu)力學性(xing)能(neng)產(chan)生(sheng)較大影響，甚(shen)至(zhi)會降低焊縫處(chu)塑性(xing)和韌(ren)性(xing)。有些(xie)金屬(shu)(shu)焊接后，接頭處(chu)性(xing)能(neng)良好，但是容易生(sheng)成其他(ta)物質，比如在熱(re)影響區的晶界上形(xing)成一種貧鉻(ge)層，這種物質含有碳化物，一旦產(chan)生(sheng)，就會導致在使用過程(cheng)中產(chan)生(sheng)晶間(jian)腐蝕。
三(san)、不(bu)銹鋼與碳鋼的連(lian)接
1. 不銹鋼與碳鋼管道的法蘭連接
通過(guo)上述綜合分(fen)析(xi)，配管設(she)計時(shi)，一般(ban)盡量避免異種鋼焊(han)接，當遇到工(gong)藝參數改(gai)變，管道等級變化，不銹鋼與碳(tan)鋼管道需(xu)要連(lian)接時(shi)，一般(ban)用法蘭連(lian)接分(fen)界。特別是高(gao)溫(wen)、高(gao)壓流體(ti)管道避免異種鋼焊(han)接。
2. 不(bu)銹鋼與碳鋼的焊接(jie)連接(jie)與工藝措施
當(dang)常溫、低(di)壓流(liu)體管(guan)道在(zai)特(te)殊情況下，必(bi)須采用不(bu)銹鋼和碳鋼直接(jie)(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)(jie)時，需注意(yi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)完成后(hou)最(zui)后(hou)進行消除應力熱(re)處理，并需注意(yi)以下焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝措施：
①. 選擇(ze)焊接材料(liao)
不銹鋼和碳(tan)鋼進(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)，焊(han)(han)口處(chu)金(jin)屬(shu)(shu)化學成分(fen)是由填充金(jin)屬(shu)(shu)決定，兩(liang)種不同金(jin)屬(shu)(shu)具有不同焊(han)(han)接(jie)(jie)屬(shu)(shu)性(xing)(xing)，從調整焊(han)(han)縫(feng)和熔(rong)合區組織性(xing)(xing)能(neng)，改變焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)應力分(fen)布狀況，抑制熔(rong)和區中(zhong)碳(tan)擴散等方面進(jin)行研究，實現結構使(shi)用性(xing)(xing)能(neng)最終目標(biao)，幫助焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的成分(fen)應力接(jie)(jie)近其中(zhong)一(yi)種金(jin)屬(shu)(shu)成分(fen)，一(yi)般工(gong)業(ye)中(zhong)都是選擇奧氏體不銹鋼焊(han)(han)條A307。
②. 焊接(jie)接(jie)頭坡(po)口
焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭處會(hui)出(chu)現不(bu)同大(da)小(xiao)坡(po)口(kou)(kou)，4mm厚(hou)度(du)不(bu)用開坡(po)口(kou)(kou)，采取(qu)直接(jie)(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方式進(jin)行；4～6mm厚(hou)度(du)，焊(han)縫處直接(jie)(jie)(jie)進(jin)行雙(shuang)面(mian)焊(han)接(jie)(jie)(jie)，不(bu)需要開坡(po)口(kou)(kou)；6mm以上就屬于大(da)數(shu)值(zhi)，進(jin)行開坡(po)口(kou)(kou)就需要確保焊(han)接(jie)(jie)(jie)熔合區的性能，一般都是開V形(xing)或者X形(xing)坡(po)口(kou)(kou)。
③. 焊接(jie)操作方(fang)法(fa)
采(cai)用手工(gong)弧(hu)焊(han)方(fang)式。選擇比(bi)較小的(de)熱輸入，小的(de)焊(han)接電流，采(cai)取(qu)比(bi)較快的(de)焊(han)接速(su)度(du)，電流和速(su)度(du)要控制在合理(li)范圍，不引起失誤。采(cai)用短弧(hu)焊(han)，焊(han)接時(shi)電弧(hu)要偏向碳鋼(gang)材料方(fang)向，保障(zhang)兩側金屬材料受熱均(jun)勻(yun)一致，確(que)保兩邊受熱一致。
④. 焊(han)后處(chu)理和檢(jian)驗。
