常用金屬(shu)元素(su)的(de)(de)(de)一些物(wu)理性(xing)質（與形(xing)成(cheng)焊接(jie)接(jie)合有關的(de)(de)(de)）見表5-2，這是兩種合金焊接(jie)連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)主要(yao)根基。如(ru)果這種理化的(de)(de)(de)可能性(xing)根本不(bu)存(cun)(cun)在(zai)，則(ze)更談不(bu)上(shang)直(zhi)接(jie)的(de)(de)(de)焊接(jie)連(lian)接(jie)。在(zai)可能形(xing)成(cheng)焊接(jie)結合的(de)(de)(de)前提下，特別要(yao)在(zai)熔焊條件下獲得一個(ge)實際(ji)可用的(de)(de)(de)焊接(jie)接(jie)頭，還存(cun)(cun)在(zai)下列(lie)問題。
1. 熔點的差異
兩種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)差異很(hen)大時，當加熱(re)溫度(du)超過低(di)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)不多時，熔(rong)(rong)(rong)點(dian)高(gao)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)仍呈低(di)活動性的(de)(de)固體狀(zhuang)態此時，僅(jin)靠兩種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)相互擴(kuo)散(san)、原子遷移而(er)形成焊(han)接(jie)結合，其過程很(hen)慢。當加熱(re)到高(gao)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)原子活性較大的(de)(de)固態（接(jie)近于熔(rong)(rong)(rong)點(dian)時），已被熔(rong)(rong)(rong)化的(de)(de)低(di)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)首先滲入到高(gao)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)晶(jing)界(jie)，由于晶(jing)界(jie)的(de)(de)擴(kuo)散(san)系數比晶(jing)內的(de)(de)擴(kuo)散(san)系數大得(de)多，使過熱(re)區的(de)(de)組織發生變化，且隨(sui)之(zhi)性能會降低(di)。當達到高(gao)熔(rong)(rong)(rong)點(dian)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)(rong)(rong)化時，勢(shi)必會造(zao)成熔(rong)(rong)(rong)點(dian)低(di)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)流失、蒸(zheng)發和合金(jin)(jin)元素的(de)(de)大量燒(shao)損。因此，在(zai)這種情況下進行熔(rong)(rong)(rong)焊(han)，很(hen)難獲得(de)一個滿意(yi)的(de)(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)。
2. 線脹系數的差異
不(bu)同的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)具(ju)有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)線(xian)脹(zhang)系(xi)(xi)數(shu)，當一(yi)種(zhong)(zhong)線(xian)脹(zhang)系(xi)(xi)數(shu)大(da)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)與另一(yi)種(zhong)(zhong)線(xian)脹(zhang)系(xi)(xi)數(shu)小的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)焊(han)(han)(han)接時，可能(neng)導致焊(han)(han)(han)縫(feng)或(huo)熱(re)影響區(qu)產生裂紋(wen)，甚至還會導致焊(han)(han)(han)縫(feng)與母材金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)剝離這(zhe)是因(yin)為(wei)，線(xian)脹(zhang)系(xi)(xi)數(shu)大(da)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)在(zai)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)范圍內升溫時，其熱(re)膨脹(zhang)量大(da)，其后冷(leng)(leng)卻(que)時收縮量也大(da)；反之線(xian)脹(zhang)系(xi)(xi)數(shu)小的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)，冷(leng)(leng)卻(que)時收縮率也小。它們(men)在(zai)形(xing)成焊(han)(han)(han)接連接之后冷(leng)(leng)卻(que)過(guo)程中(zhong)焊(han)(han)(han)縫(feng)兩(liang)(liang)側金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)收縮量不(bu)同，導致焊(han)(han)(han)接接頭區(qu)出現復雜的(de)(de)(de)(de)高內應力狀態，進而(er)加(jia)速裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)產生。生產上常用的(de)(de)(de)(de)方法(fa)是焊(han)(han)(han)前(qian)對線(xian)脹(zhang)系(xi)(xi)數(shu)小的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)進行預熱(re)，或(huo)者(zhe)在(zai)線(xian)脹(zhang)系(xi)(xi)數(shu)差(cha)異很大(da)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)中(zhong)間加(jia)入一(yi)種(zhong)(zhong)塑(su)性好的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)焊(han)(han)(han)接成過(guo)渡(du)接頭作為(wei)緩沖(chong)帶(dai)，避免焊(han)(han)(han)縫(feng)或(huo)熱(re)影響區(qu)產生裂紋(wen)。
3. 熱導率和比熱容的差異
金屬(shu)(shu)的(de)熱導(dao)率和(he)比(bi)熱容強烈地影(ying)響被(bei)焊(han)(han)(han)材料的(de)熔(rong)化、熔(rong)池(chi)(chi)的(de)形(xing)成、焊(han)(han)(han)接區(qu)的(de)溫度場和(he)焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)凝(ning)固結(jie)晶當兩(liang)種金屬(shu)(shu)在這方面差異很大(da)時(shi)，可使被(bei)焊(han)(han)(han)材料熔(rong)化不(bu)同步，熔(rong)池(chi)(chi)形(xing)成和(he)金屬(shu)(shu)結(jie)合不(bu)良(liang)，導(dao)致(zhi)焊(han)(han)(han)縫(feng)結(jie)晶條件變壞，焊(han)(han)(han)縫(feng)性能(neng)和(he)成形(xing)不(bu)良(liang)。熔(rong)焊(han)(han)(han)時(shi)，通常(chang)應將熱源位置偏向熱導(dao)性能(neng)好的(de)材料一(yi)側(ce)。例如，純銅與18-8型奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)接時(shi)，由于銅的(de)熱導(dao)率比(bi)18-8型奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼大(da)20倍，因此必須把熱源的(de)大(da)部分熱量集中到純銅待焊(han)(han)(han)處一(yi)側(ce)，以保證待焊(han)(han)(han)處兩(liang)側(ce)的(de)金屬(shu)(shu)均勻同步地熔(rong)化和(he)凝(ning)固。
4. 電磁性的(de)差異
在異種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔焊(han)時(shi)有(you)時(shi)會出現焊(han)接電弧(hu)(hu)偏(pian)(pian)燒或者(zhe)電弧(hu)(hu)燃燒不(bu)穩定現象而造成焊(han)縫(feng)成形(xing)變壞，這往往是由于兩(liang)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)電磁性相差很大而發(fa)生的(de)(de)。例(li)如(ru)，電子束焊(han)接銅與低碳鋼(gang)時(shi)，當電子束指向銅母材時(shi)，發(fa)現電子束向低碳鋼(gang)母材一側偏(pian)(pian)移，就是由于兩(liang)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)電磁性不(bu)同(tong)而引起的(de)(de)。
5. 形成脆性化(hua)合物
用(yong)熔焊(han)方(fang)法焊(han)接(jie)銅(tong)(tong)和鋁時(shi)，除了(le)通常必須考慮(lv)的(de)被焊(han)材料的(de)氧(yang)化(hua)、氮化(hua)形成的(de)化(hua)合(he)物外，銅(tong)(tong)和鋁兩元素還能結合(he)形成CuAl2和Cu，Al脆(cui)性(xing)化(hua)合(he)物，使焊(han)縫(feng)強(qiang)度和塑性(xing)顯萋地(di)降低，因此，用(yong)熔焊(han)的(de)方(fang)法焊(han)接(jie)銅(tong)(tong)和鋁是相當困難的(de)。
同樣(yang)，在(zai)異種黑色(se)金屬(shu)(shu)(shu)焊(han)(han)(han)接(jie)時也可能(neng)會(hui)形成某些(xie)金屬(shu)(shu)(shu)間的(de)(de)化合(he)物，其中(zhong)(zhong)有的(de)(de)也很脆(cui)，對焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)影響很大(da)，往往會(hui)降低焊(han)(han)(han)縫的(de)(de)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)。隨著金屬(shu)(shu)(shu)間脆(cui)性(xing)(xing)化合(he)物的(de)(de)增多，焊(han)(han)(han)縫在(zai)結晶過程中(zhong)(zhong)形成的(de)(de)裂(lie)紋傾(qing)向(xiang)加大(da)，在(zai)使用過程中(zhong)(zhong)會(hui)使焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)發生脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)裂(lie)。
6. 焊接接頭(tou)難于達到與母材金屬(shu)等性能
通常，兩種(zhong)不同金(jin)屬結合(he)(he)在一起會構成腐蝕電偶，因(yin)而其耐蝕性(xing)要(yao)比(bi)其中任一金(jin)屬都(dou)低(di)，這是一個(ge)不易解決的難題(ti)。此(ci)外，為(wei)了(le)實(shi)現異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬的焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)，往(wang)(wang)往(wang)(wang)選用塑性(xing)較好(hao)的焊(han)(han)接(jie)(jie)材料，以避免(mian)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬開裂或(huo)脆(cui)化，但可能(neng)會降低(di)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的強度。因(yin)此(ci)，為(wei)了(le)保證異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具有良好(hao)的綜合(he)(he)使用性(xing)能(neng)，往(wang)(wang)往(wang)(wang)不得不放(fang)棄或(huo)降低(di)一些次要(yao)性(xing)能(neng)指標要(yao)求，這是異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)不可避免(mian)的問題(ti)。
由此可(ke)見，異種金屬(shu)焊(han)接(jie)時需(xu)要解決的問題較多，焊(han)接(jie)難度也很大(da)，只有選用合(he)理的焊(han)接(jie)方法和焊(han)接(jie)材(cai)料，并制定(ding)正(zheng)確的焊(han)接(jie)工藝方案，采取一些特殊措施，才能獲得優質(zhi)的異種金屬(shu)的焊(han)接(jie)接(jie)頭。
純金屬(shu)組對的異種金屬(shu)副(fu)的焊接性如圖5-1所示。
