隨著現代工業技術的不斷發展,對設備的要求越來越高,在同一設備中,要求各零部件的性能不一樣。任何一種材料都不可能全面滿足使用要求,這樣異種材料的焊接問題就被提了出來。從材料角度來看,異種金屬焊接主要包括三種情況:異種鋼焊接、異種有色金屬焊接、鋼與有色金屬焊接。本書主要討論不銹鋼耐熱鋼(gang)、鎳基鐵鎳基合金之間異種金屬焊接及它們與珠光體鋼的焊接。


 大(da)多(duo)數(shu)焊(han)接方(fang)法(fa)可(ke)用(yong)于(yu)異(yi)(yi)種金(jin)屬,如熔焊(han)、壓焊(han)、釬(han)焊(han)和(he)擴散焊(han)。熔焊(han)是其中應用(yong)較多(duo)的(de)也(ye)是本題要介紹的(de)。手工電弧焊(han)和(he)氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)焊(han)是熔焊(han)中應用(yong)最廣、使用(yong)最為方(fang)便的(de)兩種方(fang)法(fa),焊(han)接材料多(duo),便于(yu)選擇,適應性(xing)強。若有異(yi)(yi)種金(jin)屬的(de)大(da)構件或(huo)批量生產時,可(ke)采用(yong)機械(xie)化的(de)氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)自動(dong)焊(han)或(huo)埋弧焊(han)。


 由于異種(zhong)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)化學成分、金(jin)(jin)相組(zu)織、物(wu)理(li)性能(neng)及力學性能(neng)都有差別(bie),有的(de)(de)(de)差別(bie)還很大(da)。所以,焊(han)接異種(zhong)金(jin)(jin)屬通(tong)常要(yao)比焊(han)接同(tong)種(zhong)金(jin)(jin)屬困難得多,如兩種(zhong)被(bei)焊(han)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)膨脹系數相差較大(da)時,在焊(han)接過(guo)程中會產生很大(da)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)應力,且這種(zhong)熱(re)(re)(re)應力是不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)焊(han)后熱(re)(re)(re)處理(li)來消除的(de)(de)(de)。另(ling)外(wai),由于兩種(zhong)被(bei)焊(han)材(cai)料不(bu)同(tong),其焊(han)接工藝要(yao)求也不(bu)同(tong),等等。


 正確選擇焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)是異種(zhong)金(jin)屬焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)關鍵。接(jie)(jie)頭質量和性(xing)能(neng)與(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)關系(xi)十(shi)分(fen)密(mi)切(qie),由于有合(he)金(jin)元素(su)的(de)被稀釋溶解和碳遷移等因素(su)的(de)影響,在(zai)異種(zhong)金(jin)屬接(jie)(jie)頭的(de)焊(han)(han)縫和熔合(he)區存在(zai)一個過(guo)渡(du)區,這(zhe)區域不(bu)(bu)但化學成(cheng)分(fen)和金(jin)相組織(zhi)不(bu)(bu)均勻,而且物理性(xing)能(neng)也(ye)不(bu)(bu)同(tong),力(li)學性(xing)能(neng)也(ye)有很大的(de)差異,這(zhe)可能(neng)引起(qi)接(jie)(jie)頭缺陷或(huo)嚴重降低性(xing)能(neng)。所以,必須按(an)照母材(cai)(cai)的(de)化學成(cheng)分(fen)、性(xing)能(neng)、接(jie)(jie)頭形式和使用要求,正確地選擇焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)。一般(ban)選擇異種(zhong)金(jin)屬(這(zhe)里是指本題涉及的(de)不(bu)(bu)銹鋼、耐熱鋼、鎳(nie)基及鐵鎳(nie)基合(he)金(jin)之間的(de)異種(zhong)材(cai)(cai)料(liao)焊(han)(han)接(jie)(jie)和它們與(yu)珠光體鋼異種(zhong)材(cai)(cai)料(liao)焊(han)(han)接(jie)(jie))有以下基本原則(ze)。


1. 保(bao)證(zheng)(zheng)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)使(shi)用(yong)(yong)性(xing)能(neng)(neng)。即保(bao)證(zheng)(zheng)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬過渡(du)(du)區(qu)、熱(re)(re)(re)(re)(re)影(ying)響區(qu)等接(jie)(jie)頭(tou)(tou)區(qu)域具有(you)(you)良(liang)好的(de)力(li)(li)學性(xing)能(neng)(neng)和綜(zong)合(he)(he)(he)(he)性(xing)能(neng)(neng),以滿足(zu)使(shi)用(yong)(yong)要求(qiu)。如低(di)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)耐熱(re)(re)(re)(re)(re)鋼(gang)與1Cr18Ni9Ti焊(han)接(jie)(jie),在許(xu)多情況下,采用(yong)(yong)309型(xing)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)材料(liao),可以滿足(zu)要求(qiu)。當設計要求(qiu)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)有(you)(you)良(liang)好的(de)冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)時,若(ruo)還采用(yong)(yong)309型(xing)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)材料(liao),雖然(ran)能(neng)(neng)形(xing)成(cheng)完整的(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou),但由于奧(ao)氏(shi)體焊(han)縫(feng)與低(di)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)耐熱(re)(re)(re)(re)(re)鋼(gang)熱(re)(re)(re)(re)(re)膨(peng)脹系(xi)數差(cha)別(bie)較大,在熔合(he)(he)(he)(he)區(qu)兩側(ce)產生很大的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)應(ying)力(li)(li),隨著冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)的(de)變化(hua)(hua),熱(re)(re)(re)(re)(re)應(ying)力(li)(li)也不(bu)(bu)斷交替變化(hua)(hua),加之低(di)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)一(yi)側(ce)的(de)塑性(xing)較低(di),這(zhe)就(jiu)降(jiang)低(di)了接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)。若(ruo)選用(yong)(yong)鎳(nie)基合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)接(jie)(jie)材料(liao),可以大大提高其接(jie)(jie)頭(tou)(tou)冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)。這(zhe)主要是(shi)由于鎳(nie)基合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)膨(peng)脹系(xi)數介(jie)于兩種被焊(han)材料(liao)之間(jian),且更接(jie)(jie)近(jin)低(di)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang),這(zhe)樣把熱(re)(re)(re)(re)(re)應(ying)力(li)(li)進行分(fen)散,而(er)且塑性(xing)較差(cha)的(de)低(di)合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)一(yi)側(ce)的(de)應(ying)力(li)(li)相對較小。另外(wai),鎳(nie)基合(he)(he)(he)(he)金(jin)(jin)能(neng)(neng)有(you)(you)效地(di)阻(zu)止碳的(de)遷(qian)移,降(jiang)低(di)了過渡(du)(du)層的(de)危害。


2. 保證焊(han)接接頭具有良(liang)好的工(gong)藝性能,即在接頭區域(yu)不能出現熱裂紋和冷裂紋。


3. 保證(zheng)焊縫(feng)金屬具有(you)一定的(de)(de)致密(mi)性,不得有(you)超(chao)標的(de)(de)焊接缺陷。


4. 保證焊縫金(jin)屬具有所要(yao)求(qiu)的綜(zong)合性(xing)能,如耐(nai)(nai)蝕性(xing)、耐(nai)(nai)熱性(xing)、熱強性(xing)、抗氧化(hua)性(xing)等。


5. 在焊接(jie)(jie)工藝(如焊前預熱(re)(re)或焊后(hou)熱(re)(re)處理)受到限制時,要(yao)注意選擇鎳基合金(jin)(jin)或奧氏體不銹(xiu)鋼焊接(jie)(jie)材(cai)料,以提高焊縫(feng)金(jin)(jin)屬的塑性及韌性。


6. 異(yi)種(zhong)材(cai)料焊(han)接時(shi),焊(han)接材(cai)料的選(xuan)擇通常(chang)是就高不就低(di)。如低(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)與(yu)不銹鋼(gang)焊(han)接時(shi),選(xuan)用不銹鋼(gang)焊(han)接材(cai)料;低(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)與(yu)鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)接、或不銹鋼(gang)與(yu)鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)接時(shi),選(xuan)用鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)(jin)焊(han)接材(cai)料。


異種材(cai)料焊接(jie)(jie)和(he)焊接(jie)(jie)材(cai)料的(de)選擇都(dou)要(yao)基于(yu)實驗,必須滿(man)足使用要(yao)求,不(bu)要(yao)隨便輕信某些資(zi)料或者(zhe)結(jie)論(lun)。要(yao)以試驗數據為準,進行必要(yao)的(de)工藝(yi)試驗和(he)性(xing)能測試。