常用金屬元素的(de)一些(xie)物理性(xing)質（與形(xing)(xing)成(cheng)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)合(he)有關(guan)的(de)）見表5-2，這是兩種(zhong)合(he)金焊(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)的(de)主(zhu)要根(gen)基。如果這種(zhong)理化的(de)可能(neng)性(xing)根(gen)本不(bu)(bu)存在(zai)，則更談不(bu)(bu)上(shang)直接(jie)(jie)的(de)焊(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)。在(zai)可能(neng)形(xing)(xing)成(cheng)焊(han)接(jie)(jie)結合(he)的(de)前提(ti)下(xia)，特(te)別要在(zai)熔(rong)焊(han)條件下(xia)獲得一個實際(ji)可用的(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，還存在(zai)下(xia)列問(wen)題。

1. 熔點的(de)差(cha)異

  兩(liang)種金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)差異很(hen)大(da)時(shi)(shi)，當加(jia)(jia)熱(re)溫度超過(guo)低熔(rong)點(dian)(dian)(dian)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)不多(duo)時(shi)(shi)，熔(rong)點(dian)(dian)(dian)高(gao)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)仍呈(cheng)低活動(dong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)固體狀態此(ci)時(shi)(shi)，僅靠兩(liang)種金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)相互擴(kuo)散、原(yuan)子(zi)遷移而形成焊接(jie)結合，其過(guo)程(cheng)很(hen)慢(man)。當加(jia)(jia)熱(re)到高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)活性(xing)較大(da)的(de)(de)(de)(de)固態（接(jie)近于(yu)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)時(shi)(shi)），已被熔(rong)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)低熔(rong)點(dian)(dian)(dian)金(jin)屬(shu)首先滲入到高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)晶界(jie)，由于(yu)晶界(jie)的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散系數比晶內的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散系數大(da)得多(duo)，使過(guo)熱(re)區的(de)(de)(de)(de)組(zu)織發(fa)生變化(hua)(hua)，且隨之性(xing)能會(hui)(hui)降低。當達到高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)熔(rong)化(hua)(hua)時(shi)(shi)，勢必會(hui)(hui)造成熔(rong)點(dian)(dian)(dian)低的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)流失、蒸發(fa)和(he)合金(jin)元素的(de)(de)(de)(de)大(da)量(liang)燒損。因(yin)此(ci)，在這種情況下進行熔(rong)焊，很(hen)難獲得一個(ge)滿意的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)接(jie)頭。

2. 線(xian)脹系(xi)數的差異

  不同的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)具有不同的(de)(de)(de)線(xian)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)，當一種(zhong)(zhong)線(xian)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)大的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)與另一種(zhong)(zhong)線(xian)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)(jie)時，可能導(dao)致(zhi)焊(han)縫(feng)或熱(re)影響區產(chan)(chan)生裂紋，甚至還(huan)會導(dao)致(zhi)焊(han)縫(feng)與母材金(jin)屬(shu)剝(bo)離這是因(yin)為(wei)，線(xian)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)大的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)在一定(ding)的(de)(de)(de)范圍內(nei)升溫(wen)時，其(qi)熱(re)膨脹(zhang)(zhang)量(liang)大，其(qi)后冷卻時收縮(suo)量(liang)也大；反之(zhi)線(xian)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)，冷卻時收縮(suo)率也小(xiao)。它(ta)們在形成焊(han)接(jie)(jie)連接(jie)(jie)之(zhi)后冷卻過(guo)程中焊(han)縫(feng)兩側金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)收縮(suo)量(liang)不同，導(dao)致(zhi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭區出現(xian)復(fu)雜的(de)(de)(de)高內(nei)應力狀態，進(jin)而加速裂紋的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生。生產(chan)(chan)上(shang)常用的(de)(de)(de)方法是焊(han)前對線(xian)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)進(jin)行(xing)預熱(re)，或者在線(xian)脹(zhang)(zhang)系(xi)數(shu)差異很大的(de)(de)(de)兩金(jin)屬(shu)中間加入(ru)一種(zhong)(zhong)塑(su)性好的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)(jie)成過(guo)渡接(jie)(jie)頭作為(wei)緩沖帶，避免焊(han)縫(feng)或熱(re)影響區產(chan)(chan)生裂紋。

3. 熱(re)導率和比熱(re)容的差異

  金屬(shu)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)導率和(he)比(bi)熱(re)(re)容強烈地影響被焊(han)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)化、熔(rong)(rong)池的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成、焊(han)接區(qu)的(de)(de)(de)(de)溫度場和(he)焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)凝(ning)固結晶當兩種金屬(shu)在(zai)這方(fang)面差異很(hen)大時(shi)，可(ke)使被焊(han)材(cai)料熔(rong)(rong)化不同步，熔(rong)(rong)池形(xing)(xing)成和(he)金屬(shu)結合不良(liang)，導致焊(han)縫結晶條件變壞，焊(han)縫性能和(he)成形(xing)(xing)不良(liang)。熔(rong)(rong)焊(han)時(shi)，通常(chang)應將熱(re)(re)源(yuan)(yuan)位(wei)置偏向(xiang)熱(re)(re)導性能好的(de)(de)(de)(de)材(cai)料一側。例如，純(chun)銅與18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接時(shi)，由于銅的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)導率比(bi)18-8型奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)大20倍，因此(ci)必須(xu)把熱(re)(re)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)大部分(fen)熱(re)(re)量集中到純(chun)銅待焊(han)處(chu)(chu)一側，以保(bao)證待焊(han)處(chu)(chu)兩側的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)均勻同步地熔(rong)(rong)化和(he)凝(ning)固。

4. 電磁性的差異

  在(zai)異種(zhong)金屬熔焊時(shi)(shi)有(you)時(shi)(shi)會出現(xian)焊接電(dian)弧偏燒(shao)或者(zhe)電(dian)弧燃(ran)燒(shao)不穩定現(xian)象(xiang)而(er)造成(cheng)焊縫(feng)成(cheng)形變壞，這往(wang)往(wang)是由于(yu)兩(liang)種(zhong)金屬的(de)(de)(de)電(dian)磁性相差(cha)很(hen)大(da)而(er)發生的(de)(de)(de)。例(li)如，電(dian)子(zi)束焊接銅與低碳(tan)鋼時(shi)(shi)，當電(dian)子(zi)束指向(xiang)銅母材時(shi)(shi)，發現(xian)電(dian)子(zi)束向(xiang)低碳(tan)鋼母材一(yi)側(ce)偏移，就是由于(yu)兩(liang)種(zhong)金屬的(de)(de)(de)電(dian)磁性不同而(er)引起的(de)(de)(de)。

5. 形成(cheng)脆性化合物

  用(yong)熔焊方(fang)法焊接銅(tong)和(he)(he)鋁時，除(chu)了通(tong)常必須(xu)考慮的(de)(de)被焊材(cai)料(liao)的(de)(de)氧化(hua)、氮化(hua)形(xing)成(cheng)的(de)(de)化(hua)合物外(wai)，銅(tong)和(he)(he)鋁兩(liang)元素還能(neng)結合形(xing)成(cheng)CuAl2和(he)(he)Cu，Al脆(cui)性化(hua)合物，使焊縫強度和(he)(he)塑性顯萋(qi)地降低(di)，因此(ci)，用(yong)熔焊的(de)(de)方(fang)法焊接銅(tong)和(he)(he)鋁是相當困難的(de)(de)。

  同樣，在(zai)異種黑色金屬(shu)焊(han)(han)(han)(han)接時(shi)也(ye)可能會形成某些金屬(shu)間的(de)(de)(de)化合物，其中有的(de)(de)(de)也(ye)很脆，對焊(han)(han)(han)(han)接接頭的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)能影響很大，往(wang)往(wang)會降低焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)(de)塑性(xing)和韌性(xing)。隨著金屬(shu)間脆性(xing)化合物的(de)(de)(de)增多，焊(han)(han)(han)(han)縫在(zai)結晶過程中形成的(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)傾向加(jia)大，在(zai)使用過程中會使焊(han)(han)(han)(han)接接頭發生脆性(xing)斷裂(lie)。

6. 焊接接頭難于達到與(yu)母材金屬等性能

  通常，兩種不(bu)同金(jin)屬(shu)結合(he)(he)在一(yi)(yi)起(qi)會構成腐蝕電偶，因(yin)而其耐蝕性(xing)(xing)要比其中任一(yi)(yi)金(jin)屬(shu)都低，這是一(yi)(yi)個(ge)不(bu)易(yi)解(jie)決的(de)(de)(de)(de)(de)難題。此外，為(wei)了(le)實現異(yi)種金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)性(xing)(xing)，往往選用塑(su)性(xing)(xing)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)材料，以避免焊(han)縫金(jin)屬(shu)開(kai)裂或(huo)脆化，但可(ke)能會降低焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)強度。因(yin)此，為(wei)了(le)保證異(yi)種金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)接(jie)頭具有(you)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)綜合(he)(he)使用性(xing)(xing)能，往往不(bu)得不(bu)放棄或(huo)降低一(yi)(yi)些次要性(xing)(xing)能指標要求，這是異(yi)種金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)時不(bu)可(ke)避免的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。

  由此可見，異(yi)種金屬(shu)焊接(jie)(jie)(jie)時(shi)需要解決的(de)(de)(de)問題較多(duo)，焊接(jie)(jie)(jie)難度(du)也很大(da)，只有選用(yong)合理的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)方法(fa)和焊接(jie)(jie)(jie)材(cai)料，并制(zhi)定(ding)正確的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)工藝方案，采取一些特殊措施，才能獲(huo)得優質的(de)(de)(de)異(yi)種金屬(shu)的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)。

  純金屬(shu)組對的(de)異種金屬(shu)副的(de)焊(han)接性如圖(tu)5-1所示(shi)。