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(bu)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。
不銹鋼與碳鋼管(guan)道可能存在異種鋼焊接(jie)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(xiu)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(de)特(te)殊伴熱管(guan)為(wei)不(bu)銹鋼(gang)，而蒸(zheng)汽分配站為(wei)碳(tan)鋼(gang)，此(ci)時會出(chu)現(xian)碳(tan)鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)的(de)連接；
③. 有的設備為(wei)不銹鋼(gang)，而壓力管道為(wei)碳鋼(gang)，此(ci)時會出現碳鋼(gang)與不銹鋼(gang)的連接；
④. 有的夾(jia)套管芯(xin)管用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、夾(jia)套用碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，有的夾(jia)套芯(xin)管用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、夾(jia)套也用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、熱媒管用碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，會出(chu)現碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的連(lian)接。
一(yi)、一(yi)般情(qing)況碳鋼與不銹(xiu)鋼不直接(jie)接(jie)觸(chu)
1. 在(zai)GB50235《工業(ye)金(jin)屬管道(dao)工程(cheng)施(shi)工規范》規定“不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管道(dao)與支架之間應墊入不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)或氯離子含量不(bu)(bu)超過50x10-6的非(fei)金(jin)屬墊片”，原因是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)直接接觸會發生電化(hua)學腐蝕(shi)，在(zai)儲存、運輸、加(jia)工和安裝時，一定要嚴格(ge)分開。
2. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)金相組(zu)織和表面鈍化(hua)膜(mo)，使得它在(zai)(zai)(zai)一般情況下(xia)較難與介(jie)質發(fa)生化(hua)學反(fan)應而被腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，但并不(bu)是(shi)在(zai)(zai)(zai)任何條件下(xia)都不(bu)能被腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在(zai)(zai)(zai)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質和誘因（如劃傷、飛濺、割渣(zha)等(deng)）存(cun)在(zai)(zai)(zai)的(de)條件下(xia)，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)也能與腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質發(fa)生緩慢的(de)化(hua)學和電化(hua)學反(fan)應被腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，而且在(zai)(zai)(zai)一定條件下(xia)的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度相當(dang)快而產生銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)現象，尤其是(shi)點蝕(shi)(shi)(shi)和縫隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)件的(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)機理主要為(wei)電化(hua)學腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當(dang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與碳鋼(gang)直接(jie)接(jie)觸(chu)會產生腐(fu)(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)鋼材(cai)(cai)(cai)(cai)料含(han)碳(tan)(tan)量(liang)的多少直(zhi)接關系(xi)到碳(tan)(tan)素(su)鋼材(cai)(cai)(cai)(cai)料性能，隨(sui)著含(han)碳(tan)(tan)量(liang)增加，鋼的硬度(du)、強度(du)隨(sui)之提升，鋼材(cai)(cai)(cai)(cai)的塑性、可焊性能降(jiang)低。同時碳(tan)(tan)鋼中錳元(yuan)素(su)、硅(gui)元(yuan)素(su)、鎳元(yuan)素(su)、硫元(yuan)素(su)也(ye)對碳(tan)(tan)鋼材(cai)(cai)(cai)(cai)性能影響(xiang)。
電(dian)(dian)(dian)偶腐(fu)(fu)蝕，是由兩種(zhong)不(bu)同電(dian)(dian)(dian)位(wei)金屬(shu)(shu)接(jie)觸(chu)，從而(er)(er)引(yin)起電(dian)(dian)(dian)位(wei)低的(de)(de)金屬(shu)(shu)發(fa)生腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)異種(zhong)金屬(shu)(shu)接(jie)觸(chu)腐(fu)(fu)蝕。當(dang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料與碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)材料混合儲存時，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)含有鎳(nie)、鉻金屬(shu)(shu)元素(su)而(er)(er)活潑性降低，電(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)位(wei)便高(gao)于普(pu)通(tong)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)為(wei)陰極(ji)、碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)為(wei)陽(yang)極(ji)。在(zai)潮(chao)濕的(de)(de)空氣中水汽不(bu)可避免地(di)溶入二(er)氧化(hua)碳(tan)(tan)而(er)(er)形(xing)(xing)成(cheng)酸性的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解質，從而(er)(er)形(xing)(xing)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)偶反應(ying)，碳(tan)(tan)素(su)體中的(de)(de)鐵(tie)元素(su)失去電(dian)(dian)(dian)子，形(xing)(xing)成(cheng)正二(er)價鐵(tie)離子，得(de)到電(dian)(dian)(dian)子的(de)(de)鐵(tie)元素(su)變(bian)成(cheng)三氧化(hua)二(er)鐵(tie)，電(dian)(dian)(dian)流就會如此通(tong)過高(gao)位(wei)電(dian)(dian)(dian)極(ji)（陽(yang)極(ji)）金屬(shu)(shu)流入低位(wei)電(dian)(dian)(dian)極(ji)（陰極(ji)），至此金屬(shu)(shu)化(hua)學(xue)能以電(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)形(xing)(xing)式損(sun)失，陰極(ji)金屬(shu)(shu)因受到保護而(er)(er)腐(fu)(fu)蝕減慢(man)，陽(yang)極(ji)以電(dian)(dian)(dian)子損(sun)失而(er)(er)更快地(di)腐(fu)(fu)蝕。
當不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)直接接觸時(shi)，隨(sui)著時(shi)間的推(tui)移(yi)，碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)不(bu)斷地(di)鈍化，碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)的產物(wu)對碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)起到了一定性的保(bao)護作用(yong)，從而(er)減緩了碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)。但是不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)隨(sui)著時(shi)間的推(tui)移(yi)，材料(liao)(liao)表(biao)面(mian)的鈍化保(bao)護膜不(bu)斷地(di)損失，且不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)因為前期腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)極小，腐(fu)蝕(shi)產物(wu)較(jiao)(jiao)少(shao)，難以對不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材料(liao)(liao)起到保(bao)護作用(yong)，最終是不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材料(liao)(liao)隨(sui)著時(shi)間的推(tui)移(yi)其腐(fu)蝕(shi)的速(su)率(lv)不(bu)斷地(di)加(jia)大(da)。綜合上述，不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的接觸腐(fu)蝕(shi)為前期碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材料(liao)(liao)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)較(jiao)(jiao)快，但是隨(sui)著時(shi)間的推(tui)移(yi)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)減低，而(er)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的腐(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)不(bu)斷地(di)加(jia)大(da)。
二、不銹鋼與碳(tan)鋼的(de)異種鋼焊接
根據GB 50236《現場設(she)備、工(gong)業(ye)管(guan)道焊(han)接(jie)工(gong)程(cheng)施(shi)工(gong)規范(fan)(fan)》、SH/T 3526《石油(you)化工(gong)異(yi)種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)規程(cheng)》等規范(fan)(fan)的要(yao)求(qiu)，進行(xing)不(bu)銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)異(yi)種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)。但是，不(bu)銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)的異(yi)種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)容易(yi)出現以下(xia)問題。
1. 熔點差異
不銹(xiu)鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)材料(liao)熔(rong)點不一(yi)樣，當焊接過程中(zhong)，兩種(zhong)金屬(shu)熔(rong)點相差較(jiao)大(da)時，就可能(neng)出現(xian)焊接性能(neng)降低，熔(rong)點較(jiao)低的(de)金屬(shu)會產生金屬(shu)流失，還有(you)可能(neng)是蒸發和(he)合金元(yuan)素的(de)大(da)量燒損，這樣就會產生很多實(shi)際操作問題。
2. 熱導率和比熱容差異
金(jin)(jin)屬的(de)(de)熱導率和比熱容(rong)是影響(xiang)焊(han)接(jie)(jie)技(ji)術重(zhong)要因(yin)素，對被焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料的(de)(de)熔化(hua)和焊(han)縫的(de)(de)凝固結晶造(zao)成(cheng)影響(xiang)。不(bu)銹鋼熱導率數值大(da)約是碳鋼的(de)(de)三(san)分之一(yi)，明顯(xian)差異很大(da)，這樣的(de)(de)差異就(jiu)會導致兩種(zhong)金(jin)(jin)屬物質熔化(hua)時間不(bu)同步(bu)，金(jin)(jin)屬結合效果也不(bu)太好，運行過程(cheng)中就(jiu)會影響(xiang)焊(han)接(jie)(jie)過程(cheng)，最(zui)終焊(han)縫性能(neng)不(bu)良(liang)。
3. 線膨脹系(xi)數差異(yi)
不(bu)銹鋼和碳鋼線膨(peng)脹系(xi)數是不(bu)一樣的，這(zhe)種不(bu)同性能就會(hui)在焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)后(hou)促(cu)(cu)使兩種金屬冷卻(que)后(hou)產生不(bu)同反應(ying)，焊縫收(shou)縮量不(bu)同，接(jie)(jie)頭處就會(hui)出現(xian)高應(ying)力(li)狀(zhuang)態，促(cu)(cu)使焊縫處或(huo)者(zhe)熱影(ying)響區(qu)域產生裂(lie)紋，甚至導(dao)致焊縫與(yu)金屬剝離現(xian)象。
4. 電磁性(xing)差異
兩種金屬的電磁(ci)性差異(yi)(yi)不(bu)同，就(jiu)有可能導致(zhi)焊(han)接(jie)連(lian)接(jie)時出現不(bu)穩(wen)(wen)定現象，不(bu)銹鋼和碳鋼的電磁(ci)性就(jiu)存在很(hen)大差異(yi)(yi)，容(rong)易造(zao)成焊(han)接(jie)電弧(hu)偏弧(hu)或(huo)者電弧(hu)燃燒不(bu)穩(wen)(wen)定結(jie)果(guo)，這樣就(jiu)會(hui)出現焊(han)縫處(chu)變形(xing)變壞。
5. 形(xing)成(cheng)脆(cui)性化(hua)合物
金屬進行焊接后在焊縫處(chu)(chu)形(xing)成(cheng)(cheng)新物(wu)(wu)質(zhi)，成(cheng)(cheng)為金屬間(jian)化合物(wu)(wu)，這(zhe)些物(wu)(wu)質(zhi)有些物(wu)(wu)理屬性(xing)較(jiao)脆，就可能(neng)對接頭處(chu)(chu)力學性(xing)能(neng)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)影響，甚(shen)至(zhi)會降(jiang)低焊縫處(chu)(chu)塑性(xing)和韌性(xing)。有些金屬焊接后，接頭處(chu)(chu)性(xing)能(neng)良好，但是(shi)容易生(sheng)成(cheng)(cheng)其他物(wu)(wu)質(zhi)，比如在熱影響區的晶界(jie)上形(xing)成(cheng)(cheng)一種(zhong)貧鉻層，這(zhe)種(zhong)物(wu)(wu)質(zhi)含有碳化物(wu)(wu)，一旦(dan)產(chan)生(sheng)，就會導致在使(shi)用(yong)過程中產(chan)生(sheng)晶間(jian)腐蝕。
三、不銹鋼與(yu)碳鋼的連接
1. 不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管道的法蘭連(lian)接
通過上述綜(zong)合分析，配(pei)管(guan)設計時，一(yi)般盡量避免(mian)異種鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)，當遇到(dao)工藝參數改變，管(guan)道(dao)等級變化，不銹鋼(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)管(guan)道(dao)需(xu)要(yao)連(lian)接(jie)(jie)時，一(yi)般用法(fa)蘭連(lian)接(jie)(jie)分界(jie)。特別是高溫(wen)、高壓流體管(guan)道(dao)避免(mian)異種鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)。
2. 不(bu)銹鋼與碳鋼的焊接(jie)連接(jie)與工藝措施
當常溫、低壓流體管道在特殊情況下(xia)，必(bi)須采用不(bu)銹鋼和碳鋼直接焊(han)(han)接時(shi)，需注(zhu)(zhu)意焊(han)(han)接完成后(hou)最(zui)后(hou)進行消(xiao)除應力熱處理，并需注(zhu)(zhu)意以下(xia)焊(han)(han)接工藝措施：
①. 選擇焊接材料
不銹鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)，焊(han)口處金(jin)屬(shu)(shu)化學成分(fen)是由填(tian)充金(jin)屬(shu)(shu)決定，兩種不同(tong)金(jin)屬(shu)(shu)具(ju)有不同(tong)焊(han)接(jie)(jie)屬(shu)(shu)性，從調(diao)整焊(han)縫和(he)熔(rong)合區(qu)組織性能(neng)，改變焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)應力分(fen)布狀況，抑(yi)制熔(rong)和(he)區(qu)中碳擴散等方面進(jin)行研(yan)究，實現結構使用性能(neng)最終目標，幫(bang)助焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)的成分(fen)應力接(jie)(jie)近其中一(yi)種金(jin)屬(shu)(shu)成分(fen)，一(yi)般工業(ye)中都(dou)是選擇奧氏體(ti)不銹鋼(gang)焊(han)條A307。
②. 焊(han)接接頭(tou)坡口
焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭處會出現不同大小坡口(kou)，4mm厚(hou)度(du)(du)不用開坡口(kou)，采取直接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方式(shi)進行；4～6mm厚(hou)度(du)(du)，焊(han)(han)縫(feng)處直接(jie)(jie)(jie)進行雙面(mian)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，不需要開坡口(kou)；6mm以上就(jiu)屬(shu)于大數值，進行開坡口(kou)就(jiu)需要確保(bao)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熔合區的性能，一般(ban)都(dou)是開V形或者X形坡口(kou)。
③. 焊接操作方法
采(cai)用手工弧(hu)焊(han)方式(shi)。選(xuan)擇比較(jiao)小的熱輸入，小的焊(han)接(jie)電(dian)流(liu)，采(cai)取比較(jiao)快(kuai)的焊(han)接(jie)速度，電(dian)流(liu)和速度要控制在(zai)合理范(fan)圍，不引起(qi)失誤。采(cai)用短弧(hu)焊(han)，焊(han)接(jie)時(shi)電(dian)弧(hu)要偏向(xiang)碳鋼(gang)材料(liao)方向(xiang)，保障兩側(ce)金屬材料(liao)受熱均勻一致，確保兩邊(bian)受熱一致。
④. 焊后處理和檢驗(yan)。
