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(tan)鋼(gang)管道可(ke)能存(cun)在異種鋼(gang)焊(han)接的情況：
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，材料都采用不銹鋼管(guan)，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的(de)特殊伴熱管為(wei)不銹(xiu)鋼，而蒸(zheng)汽分配站為(wei)碳鋼，此時(shi)會出現碳鋼與不銹(xiu)鋼的(de)連接；
③. 有的設備為不銹(xiu)鋼(gang)，而(er)壓(ya)力管(guan)道為碳鋼(gang)，此時會(hui)出(chu)現碳鋼(gang)與不銹(xiu)鋼(gang)的連接；
④. 有(you)的(de)夾套(tao)管(guan)(guan)芯管(guan)(guan)用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、夾套(tao)用碳鋼(gang)(gang)(gang)，有(you)的(de)夾套(tao)芯管(guan)(guan)用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、夾套(tao)也用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)、熱媒管(guan)(guan)用碳鋼(gang)(gang)(gang)，會出現碳鋼(gang)(gang)(gang)與不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)連接。
一、一般情況碳(tan)鋼與不(bu)銹鋼不(bu)直接接觸
1. 在GB50235《工業金屬(shu)管道(dao)工程施工規(gui)范》規(gui)定“不銹鋼(gang)(gang)管道(dao)與(yu)支架之(zhi)間應墊入(ru)不銹鋼(gang)(gang)或氯(lv)離(li)子含量不超過50x10-6的(de)非金屬(shu)墊片”，原(yuan)因是不銹鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)直接接觸會發生(sheng)電化學腐蝕，在儲存(cun)、運輸、加(jia)工和安裝時，一定要嚴格分開。
2. 不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的金相組織和(he)表面(mian)鈍化(hua)膜(mo)，使得它在(zai)(zai)(zai)(zai)一般情況下(xia)(xia)較難與介質發生(sheng)(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應而被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，但(dan)并(bing)不是(shi)在(zai)(zai)(zai)(zai)任何條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)都不能被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)(zai)(zai)(zai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質和(he)誘因（如劃傷、飛濺、割渣等）存在(zai)(zai)(zai)(zai)的條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)，不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也能與腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質發生(sheng)(sheng)緩慢的化(hua)學(xue)和(he)電化(hua)學(xue)反(fan)應被腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，而且在(zai)(zai)(zai)(zai)一定(ding)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(xia)的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度(du)相當快而產生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)現象，尤(you)其(qi)是(shi)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)件(jian)(jian)的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)機理主要(yao)為電化(hua)學(xue)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)直接接觸會(hui)產生(sheng)(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)(tan)鋼(gang)材(cai)(cai)料含(han)碳(tan)(tan)量(liang)的多少直接關系到碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)材(cai)(cai)料性(xing)能，隨(sui)著含(han)碳(tan)(tan)量(liang)增加，鋼(gang)的硬度(du)、強度(du)隨(sui)之提升(sheng)，鋼(gang)材(cai)(cai)的塑性(xing)、可焊性(xing)能降低。同(tong)時(shi)碳(tan)(tan)鋼(gang)中錳元素(su)、硅元素(su)、鎳元素(su)、硫元素(su)也對碳(tan)(tan)鋼(gang)材(cai)(cai)性(xing)能影響(xiang)。
電(dian)(dian)(dian)偶腐(fu)蝕(shi)，是(shi)由(you)兩種不同電(dian)(dian)(dian)位(wei)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)接觸，從而(er)(er)引起(qi)電(dian)(dian)(dian)位(wei)低(di)(di)的金(jin)屬(shu)(shu)(shu)發生腐(fu)蝕(shi)的異種金(jin)屬(shu)(shu)(shu)接觸腐(fu)蝕(shi)。當不銹鋼材料(liao)與碳(tan)鋼材料(liao)混合儲(chu)存時(shi)，不銹鋼含有鎳、鉻金(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素而(er)(er)活潑性降(jiang)低(di)(di)，電(dian)(dian)(dian)極電(dian)(dian)(dian)位(wei)便(bian)高于(yu)普通碳(tan)鋼為(wei)陰極、碳(tan)鋼為(wei)陽(yang)極。在潮濕(shi)的空(kong)氣中水汽(qi)不可避免(mian)地溶入(ru)二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)而(er)(er)形成酸性的電(dian)(dian)(dian)解質，從而(er)(er)形成電(dian)(dian)(dian)偶反應，碳(tan)素體中的鐵(tie)元素失去電(dian)(dian)(dian)子(zi)，形成正二價鐵(tie)離子(zi)，得到(dao)電(dian)(dian)(dian)子(zi)的鐵(tie)元素變成三(san)氧(yang)化(hua)(hua)二鐵(tie)，電(dian)(dian)(dian)流就會如此通過(guo)高位(wei)電(dian)(dian)(dian)極（陽(yang)極）金(jin)屬(shu)(shu)(shu)流入(ru)低(di)(di)位(wei)電(dian)(dian)(dian)極（陰極），至(zhi)此金(jin)屬(shu)(shu)(shu)化(hua)(hua)學能(neng)以(yi)電(dian)(dian)(dian)能(neng)的形式(shi)損失，陰極金(jin)屬(shu)(shu)(shu)因受到(dao)保護(hu)而(er)(er)腐(fu)蝕(shi)減慢，陽(yang)極以(yi)電(dian)(dian)(dian)子(zi)損失而(er)(er)更(geng)快地腐(fu)蝕(shi)。
當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)直接接觸時(shi)，隨著時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移，碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕不(bu)斷地鈍(dun)化(hua)，碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)產物(wu)對(dui)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)起到了一定性(xing)的(de)(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)作用(yong)，從(cong)而(er)(er)減(jian)緩了碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)。但是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕隨著時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移，材料表(biao)面的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)保(bao)(bao)護(hu)膜不(bu)斷地損失，且不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)因(yin)為前期腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)極小(xiao)，腐(fu)(fu)蝕產物(wu)較(jiao)少，難以對(dui)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材料起到保(bao)(bao)護(hu)作用(yong)，最終是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材料隨著時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移其腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)速(su)率(lv)不(bu)斷地加大(da)。綜合上述，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)接觸腐(fu)(fu)蝕為前期碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材料腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)較(jiao)快，但是隨著時(shi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)減(jian)低，而(er)(er)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)不(bu)斷地加大(da)。
二(er)、不(bu)銹鋼與碳鋼的異種鋼焊接(jie)
根(gen)據GB 50236《現場設備、工業管(guan)道焊(han)(han)(han)接工程施工規(gui)(gui)范》、SH/T 3526《石油(you)化(hua)工異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接規(gui)(gui)程》等(deng)規(gui)(gui)范的要求(qiu)，進行不(bu)銹鋼(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接。但是，不(bu)銹鋼(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)的異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接容易出現以下問(wen)題。
1. 熔點(dian)差(cha)異
不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)材(cai)料熔(rong)點(dian)不一(yi)樣，當焊接(jie)過程中，兩種金(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)點(dian)相差較大時，就可能出現焊接(jie)性能降(jiang)低(di)(di)，熔(rong)點(dian)較低(di)(di)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)會產(chan)生金(jin)屬(shu)(shu)流失，還有(you)可能是(shi)蒸發和合金(jin)元素的(de)(de)大量(liang)燒損，這樣就會產(chan)生很(hen)多實際操作問題。
2. 熱導率和比熱容差異
金屬的(de)熱導率和比熱容是影響焊接(jie)技術重要(yao)因素(su)，對(dui)被焊接(jie)材(cai)料的(de)熔化和焊縫的(de)凝固結晶(jing)造成影響。不銹鋼(gang)熱導率數(shu)值大(da)約是碳鋼(gang)的(de)三分(fen)之一，明顯差異(yi)很大(da)，這樣的(de)差異(yi)就會(hui)導致(zhi)兩種金屬物(wu)質(zhi)熔化時間(jian)不同(tong)步，金屬結合效果也不太好，運行過(guo)程中就會(hui)影響焊接(jie)過(guo)程，最終焊縫性能(neng)不良。
3. 線膨脹系(xi)數差(cha)異
不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)線膨脹系數是不一樣(yang)的，這(zhe)種(zhong)不同(tong)性能就會(hui)在焊(han)接連接后促使兩種(zhong)金屬冷卻后產生不同(tong)反(fan)應(ying)，焊(han)縫(feng)收縮量不同(tong)，接頭(tou)處就會(hui)出(chu)現高應(ying)力狀(zhuang)態，促使焊(han)縫(feng)處或者熱(re)影響區(qu)域產生裂(lie)紋(wen)，甚至導致焊(han)縫(feng)與金屬剝離現象。
4. 電磁(ci)性差異(yi)
兩(liang)種(zhong)金屬的電磁性(xing)差(cha)(cha)異不(bu)同，就(jiu)有可能(neng)導致焊接連接時出(chu)現不(bu)穩(wen)定(ding)現象(xiang)，不(bu)銹鋼(gang)和碳鋼(gang)的電磁性(xing)就(jiu)存在很大差(cha)(cha)異，容易造成焊接電弧偏弧或者電弧燃燒不(bu)穩(wen)定(ding)結果，這樣就(jiu)會出(chu)現焊縫處變形變壞。
5. 形成脆性化合物
金(jin)屬(shu)進行(xing)焊接(jie)(jie)后在焊縫處形成新(xin)物(wu)(wu)質，成為(wei)金(jin)屬(shu)間化合(he)物(wu)(wu)，這些(xie)物(wu)(wu)質有些(xie)物(wu)(wu)理屬(shu)性(xing)較(jiao)脆，就可能(neng)對接(jie)(jie)頭處力學性(xing)能(neng)產(chan)生較(jiao)大影(ying)響，甚(shen)至會降(jiang)低焊縫處塑性(xing)和(he)韌性(xing)。有些(xie)金(jin)屬(shu)焊接(jie)(jie)后，接(jie)(jie)頭處性(xing)能(neng)良(liang)好，但是容易生成其(qi)他物(wu)(wu)質，比如在熱影(ying)響區的晶界上形成一種貧鉻(ge)層，這種物(wu)(wu)質含有碳化物(wu)(wu)，一旦產(chan)生，就會導(dao)致在使用(yong)過程中產(chan)生晶間腐(fu)蝕。
三(san)、不銹(xiu)鋼(gang)與碳鋼(gang)的連(lian)接
1. 不(bu)銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管道的法蘭連(lian)接
通過上(shang)述綜合分析，配(pei)管設計(ji)時，一(yi)般盡量避(bi)免異(yi)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)接，當遇到工藝參數(shu)改(gai)變，管道等級變化，不銹鋼(gang)(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)(gang)管道需要連接時，一(yi)般用法蘭連接分界。特別是高(gao)溫、高(gao)壓流體管道避(bi)免異(yi)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)接。
2. 不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的焊(han)接(jie)連接(jie)與工(gong)藝(yi)措(cuo)施
當常溫、低壓流體(ti)管道在(zai)特殊情況(kuang)下，必須(xu)采用(yong)不銹鋼和碳鋼直接(jie)焊(han)接(jie)時(shi)，需(xu)注(zhu)意(yi)焊(han)接(jie)完成后(hou)最后(hou)進(jin)行消(xiao)除應(ying)力熱處(chu)理(li)，并需(xu)注(zhu)意(yi)以下焊(han)接(jie)工(gong)藝措施：
①. 選擇焊接(jie)材料(liao)
不(bu)銹鋼和(he)碳鋼進行焊接(jie)，焊口(kou)處金(jin)屬化(hua)學成分(fen)是(shi)由填充(chong)金(jin)屬決定，兩種不(bu)同金(jin)屬具有不(bu)同焊接(jie)屬性(xing)(xing)(xing)，從調整焊縫(feng)和(he)熔合區組織(zhi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，改變焊接(jie)接(jie)頭應力分(fen)布(bu)狀況，抑制(zhi)熔和(he)區中(zhong)碳擴(kuo)散等(deng)方面進行研究(jiu)，實(shi)現結構使(shi)用性(xing)(xing)(xing)能(neng)最(zui)終目標，幫助焊縫(feng)金(jin)屬的(de)成分(fen)應力接(jie)近其(qi)中(zhong)一種金(jin)屬成分(fen)，一般工業中(zhong)都是(shi)選(xuan)擇奧氏體不(bu)銹鋼焊條A307。
②. 焊(han)接(jie)接(jie)頭坡口
焊(han)(han)(han)接接頭處會出現不同大小坡(po)口(kou)，4mm厚(hou)度不用(yong)開坡(po)口(kou)，采取直接焊(han)(han)(han)接方式(shi)進行；4～6mm厚(hou)度，焊(han)(han)(han)縫處直接進行雙(shuang)面焊(han)(han)(han)接，不需要開坡(po)口(kou)；6mm以上(shang)就屬于大數值，進行開坡(po)口(kou)就需要確保焊(han)(han)(han)接熔合區的性能(neng)，一般都(dou)是(shi)開V形(xing)或者X形(xing)坡(po)口(kou)。
③. 焊接操作方法
采(cai)用手(shou)工弧(hu)焊方(fang)式。選擇比較小的(de)熱(re)輸入(ru)，小的(de)焊接電(dian)流，采(cai)取比較快的(de)焊接速度(du)，電(dian)流和速度(du)要控制在(zai)合理范(fan)圍(wei)，不引(yin)起失誤。采(cai)用短弧(hu)焊，焊接時電(dian)弧(hu)要偏(pian)向碳(tan)鋼材(cai)料方(fang)向，保障(zhang)兩(liang)側金屬材(cai)料受熱(re)均勻一致(zhi)，確保兩(liang)邊(bian)受熱(re)一致(zhi)。
④. 焊(han)后處理和(he)檢驗。
