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。
不銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)管道可能存在異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊接的情況：
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，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有(you)的特(te)殊伴熱管為不(bu)銹鋼(gang)，而蒸汽分(fen)配站為碳鋼(gang)，此時會出現碳鋼(gang)與(yu)不(bu)銹鋼(gang)的連(lian)接(jie)；
③. 有的(de)設(she)備為(wei)不(bu)銹鋼，而壓力管(guan)道為(wei)碳(tan)(tan)鋼，此時會出現碳(tan)(tan)鋼與不(bu)銹鋼的(de)連接；
④. 有(you)(you)的夾(jia)(jia)套(tao)(tao)管(guan)芯(xin)管(guan)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)、夾(jia)(jia)套(tao)(tao)用(yong)碳鋼(gang)(gang)，有(you)(you)的夾(jia)(jia)套(tao)(tao)芯(xin)管(guan)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)、夾(jia)(jia)套(tao)(tao)也用(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)、熱媒管(guan)用(yong)碳鋼(gang)(gang)，會出(chu)現碳鋼(gang)(gang)與不(bu)銹鋼(gang)(gang)的連接(jie)。
一、一般(ban)情況碳鋼(gang)與不銹鋼(gang)不直接接觸
1. 在GB50235《工(gong)(gong)業金屬管道工(gong)(gong)程(cheng)施工(gong)(gong)規范》規定(ding)“不(bu)(bu)銹鋼(gang)管道與支架之間應墊(dian)入不(bu)(bu)銹鋼(gang)或氯(lv)離(li)子含量不(bu)(bu)超過50x10-6的(de)非金屬墊(dian)片”，原(yuan)因是不(bu)(bu)銹鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)直接接觸(chu)會(hui)發生電(dian)化學腐(fu)蝕，在儲存(cun)、運輸、加工(gong)(gong)和(he)安裝時(shi)，一定(ding)要嚴格分開。
2. 不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的金相(xiang)組織和(he)表(biao)面鈍(dun)化膜，使得它在(zai)一(yi)般情(qing)況下(xia)(xia)(xia)較難(nan)與介(jie)質(zhi)發生(sheng)(sheng)化學(xue)反應(ying)而(er)(er)被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，但并不(bu)是在(zai)任何條件下(xia)(xia)(xia)都不(bu)能(neng)被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)和(he)誘因（如劃(hua)傷、飛濺、割(ge)渣等）存在(zai)的條件下(xia)(xia)(xia)，不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼也能(neng)與腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)發生(sheng)(sheng)緩慢的化學(xue)和(he)電化學(xue)反應(ying)被腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，而(er)(er)且在(zai)一(yi)定條件下(xia)(xia)(xia)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速度相(xiang)當(dang)快而(er)(er)產生(sheng)(sheng)銹(xiu)(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)現象，尤其是點(dian)蝕(shi)(shi)和(he)縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼件的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)機理(li)主要為電化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。當(dang)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼與碳鋼直接(jie)接(jie)觸會產生(sheng)(sheng)腐(fu)(fu)蝕(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(cai)料(liao)含碳(tan)量的(de)多少直(zhi)接關系到碳(tan)素(su)鋼(gang)材(cai)料(liao)性(xing)能，隨著含碳(tan)量增加(jia)，鋼(gang)的(de)硬度、強度隨之提升，鋼(gang)材(cai)的(de)塑性(xing)、可焊性(xing)能降(jiang)低。同時碳(tan)鋼(gang)中錳(meng)元素(su)、硅元素(su)、鎳元素(su)、硫元素(su)也對碳(tan)鋼(gang)材(cai)性(xing)能影響。
電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶腐(fu)蝕(shi)，是由兩種不(bu)同電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)金屬(shu)(shu)接觸，從而引起(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)金屬(shu)(shu)發生(sheng)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)異(yi)種金屬(shu)(shu)接觸腐(fu)蝕(shi)。當不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)料與碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)料混合(he)儲存時，不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)含有鎳、鉻金屬(shu)(shu)元素(su)(su)而活潑性降低(di)(di)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)便高于普通碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)為陰(yin)(yin)極(ji)、碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)為陽(yang)極(ji)。在潮濕的(de)(de)(de)(de)空氣中(zhong)水汽不(bu)可避免地溶入二(er)氧化碳(tan)而形(xing)成(cheng)(cheng)酸性的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解質，從而形(xing)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)偶反應，碳(tan)素(su)(su)體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)元素(su)(su)失去(qu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)，形(xing)成(cheng)(cheng)正二(er)價鐵(tie)離(li)子(zi)，得(de)到電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)元素(su)(su)變成(cheng)(cheng)三氧化二(er)鐵(tie)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)就(jiu)會(hui)如此通過高位(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陽(yang)極(ji)）金屬(shu)(shu)流(liu)入低(di)(di)位(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陰(yin)(yin)極(ji)），至此金屬(shu)(shu)化學能以電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)(de)(de)形(xing)式(shi)損失，陰(yin)(yin)極(ji)金屬(shu)(shu)因(yin)受(shou)到保(bao)護而腐(fu)蝕(shi)減慢(man)，陽(yang)極(ji)以電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)損失而更快地腐(fu)蝕(shi)。
當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)直接(jie)接(jie)觸(chu)時，隨著時間(jian)的(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)移(yi)(yi)(yi)(yi)，碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)不(bu)斷地鈍(dun)化(hua)，碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)產物對碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)起到了一(yi)定性(xing)的(de)(de)(de)保護(hu)(hu)作用(yong)，從而減(jian)緩了碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)(su)率。但是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)隨著時間(jian)的(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)移(yi)(yi)(yi)(yi)，材料表面的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)保護(hu)(hu)膜(mo)不(bu)斷地損失(shi)，且不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)因(yin)為(wei)前期(qi)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)(su)率極(ji)小，腐(fu)蝕(shi)產物較少，難以對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料起到保護(hu)(hu)作用(yong)，最終是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料隨著時間(jian)的(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)移(yi)(yi)(yi)(yi)其腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)速(su)(su)(su)率不(bu)斷地加(jia)大(da)。綜合(he)上述(shu)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)腐(fu)蝕(shi)為(wei)前期(qi)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)材料腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)(su)率較快，但是隨著時間(jian)的(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)移(yi)(yi)(yi)(yi)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)(su)率減(jian)低，而不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速(su)(su)(su)率不(bu)斷地加(jia)大(da)。
二、不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的異種鋼(gang)焊接
根(gen)據(ju)GB 50236《現場設備、工(gong)業管(guan)道焊(han)接工(gong)程施工(gong)規(gui)范(fan)》、SH/T 3526《石油化(hua)工(gong)異種鋼(gang)焊(han)接規(gui)程》等規(gui)范(fan)的(de)要求，進(jin)行不銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)異種鋼(gang)焊(han)接。但是，不銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)的(de)異種鋼(gang)焊(han)接容(rong)易出(chu)現以(yi)下問題。
1. 熔點差異(yi)
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)材(cai)料熔(rong)點(dian)不(bu)一樣(yang)，當焊接(jie)(jie)過程中(zhong)，兩(liang)種金屬熔(rong)點(dian)相差較(jiao)(jiao)大時，就(jiu)可能出現(xian)焊接(jie)(jie)性能降低(di)，熔(rong)點(dian)較(jiao)(jiao)低(di)的(de)金屬會產生金屬流失，還有(you)可能是蒸發和(he)合金元(yuan)素(su)的(de)大量燒(shao)損，這樣(yang)就(jiu)會產生很多實際操作問(wen)題。
2. 熱導(dao)率和比熱容差(cha)異(yi)
金屬的熱導率(lv)(lv)和比熱容是影響焊接技(ji)術重要因素，對被焊接材料(liao)的熔化(hua)和焊縫的凝固結(jie)晶造成影響。不銹(xiu)鋼熱導率(lv)(lv)數值大(da)約是碳(tan)鋼的三分之一，明顯差(cha)異(yi)很大(da)，這樣的差(cha)異(yi)就會導致兩種(zhong)金屬物質熔化(hua)時間(jian)不同步，金屬結(jie)合(he)效果(guo)也不太好，運行過程中就會影響焊接過程，最終焊縫性能(neng)不良。
3. 線膨脹系數差異
不銹鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)線膨脹系(xi)數(shu)是(shi)不一樣的(de)，這種不同(tong)性能就(jiu)會在焊(han)接(jie)連接(jie)后促(cu)使(shi)兩種金(jin)屬(shu)冷卻后產生(sheng)不同(tong)反應，焊(han)縫收縮(suo)量不同(tong)，接(jie)頭(tou)處就(jiu)會出(chu)現高應力狀(zhuang)態，促(cu)使(shi)焊(han)縫處或者熱影(ying)響區域產生(sheng)裂紋，甚至導致焊(han)縫與(yu)金(jin)屬(shu)剝(bo)離現象。
4. 電磁性差異(yi)
兩種金屬(shu)的(de)(de)電磁性差異(yi)(yi)不同，就有可能導致(zhi)焊(han)接連接時出現不穩(wen)定現象，不銹(xiu)鋼和(he)碳鋼的(de)(de)電磁性就存在很(hen)大差異(yi)(yi)，容易造成焊(han)接電弧(hu)(hu)偏(pian)弧(hu)(hu)或者電弧(hu)(hu)燃(ran)燒不穩(wen)定結果，這樣就會(hui)出現焊(han)縫處變形(xing)變壞(huai)。
5. 形(xing)成脆性化(hua)合物
金(jin)屬(shu)(shu)進行焊(han)接(jie)后在焊(han)縫處(chu)形成(cheng)新物(wu)質(zhi)(zhi)，成(cheng)為金(jin)屬(shu)(shu)間化合物(wu)，這些(xie)(xie)物(wu)質(zhi)(zhi)有(you)(you)些(xie)(xie)物(wu)理屬(shu)(shu)性(xing)較脆(cui)，就可能(neng)對接(jie)頭(tou)處(chu)力學(xue)性(xing)能(neng)產生較大影響，甚至(zhi)會(hui)降低焊(han)縫處(chu)塑性(xing)和韌性(xing)。有(you)(you)些(xie)(xie)金(jin)屬(shu)(shu)焊(han)接(jie)后，接(jie)頭(tou)處(chu)性(xing)能(neng)良好，但是容易生成(cheng)其他物(wu)質(zhi)(zhi)，比如在熱影響區的晶界(jie)上形成(cheng)一(yi)種(zhong)貧鉻層，這種(zhong)物(wu)質(zhi)(zhi)含有(you)(you)碳化物(wu)，一(yi)旦產生，就會(hui)導致在使用過程中產生晶間腐(fu)蝕(shi)。
三、不銹鋼與碳(tan)鋼的連接
1. 不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管道(dao)的(de)法蘭連接(jie)
通過上述(shu)綜合分析(xi)，配管(guan)設計時(shi)，一般(ban)盡量避免(mian)異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接，當遇到工藝參數改變，管(guan)道(dao)等級變化，不銹鋼(gang)(gang)與(yu)碳鋼(gang)(gang)管(guan)道(dao)需要(yao)連(lian)接時(shi)，一般(ban)用(yong)法蘭連(lian)接分界。特別是高(gao)溫(wen)、高(gao)壓流體管(guan)道(dao)避免(mian)異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接。
2. 不銹鋼與(yu)碳(tan)鋼的(de)焊接連接與(yu)工(gong)藝(yi)措施(shi)
當常(chang)溫、低壓流體管道在(zai)特殊情況下，必(bi)須采用不銹鋼和(he)碳鋼直接(jie)焊接(jie)時，需注意(yi)焊接(jie)完成后最后進(jin)行消(xiao)除應力熱處理，并需注意(yi)以(yi)下焊接(jie)工(gong)藝(yi)措施：
①. 選擇焊接材料(liao)
不(bu)(bu)銹鋼和(he)碳鋼進行焊接(jie)，焊口處金(jin)(jin)屬(shu)(shu)化學成分(fen)(fen)是(shi)由填充金(jin)(jin)屬(shu)(shu)決定(ding)，兩種不(bu)(bu)同(tong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)具有(you)不(bu)(bu)同(tong)焊接(jie)屬(shu)(shu)性，從調(diao)整焊縫和(he)熔(rong)合區組織性能，改變焊接(jie)接(jie)頭(tou)應力分(fen)(fen)布狀(zhuang)況，抑制熔(rong)和(he)區中碳擴散等方(fang)面進行研究(jiu)，實現結構使用(yong)性能最(zui)終目標，幫助焊縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的成分(fen)(fen)應力接(jie)近其中一種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)成分(fen)(fen)，一般工業中都是(shi)選擇奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼焊條A307。
②. 焊(han)接(jie)接(jie)頭坡口(kou)
焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭處會出現不(bu)同大小坡(po)口，4mm厚(hou)度不(bu)用(yong)開坡(po)口，采(cai)取直接(jie)(jie)焊接(jie)(jie)方(fang)式進行(xing)；4～6mm厚(hou)度，焊縫處直接(jie)(jie)進行(xing)雙(shuang)面焊接(jie)(jie)，不(bu)需要(yao)開坡(po)口；6mm以上就(jiu)屬于大數值，進行(xing)開坡(po)口就(jiu)需要(yao)確保焊接(jie)(jie)熔合區的性(xing)能，一般(ban)都是開V形(xing)或者X形(xing)坡(po)口。
③. 焊(han)接操作方法(fa)
采(cai)用(yong)手(shou)工弧焊(han)方(fang)式。選擇比較(jiao)(jiao)小的熱輸入，小的焊(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流，采(cai)取比較(jiao)(jiao)快的焊(han)接(jie)(jie)速(su)度(du)，電(dian)(dian)流和速(su)度(du)要控制在合理范(fan)圍，不(bu)引起失誤。采(cai)用(yong)短弧焊(han)，焊(han)接(jie)(jie)時電(dian)(dian)弧要偏向(xiang)碳鋼(gang)材料方(fang)向(xiang)，保障(zhang)兩側金屬材料受(shou)熱均(jun)勻一致(zhi)(zhi)，確保兩邊受(shou)熱一致(zhi)(zhi)。
④. 焊后處理和(he)檢驗。
