常用金屬元(yuan)素的一些物(wu)理性質（與形成(cheng)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)合(he)(he)有(you)關的）見表5-2，這是兩(liang)種(zhong)合(he)(he)金焊(han)(han)(han)接(jie)連接(jie)的主要根基。如果這種(zhong)理化的可能性根本不(bu)存(cun)在(zai)，則(ze)更談不(bu)上直(zhi)接(jie)的焊(han)(han)(han)接(jie)連接(jie)。在(zai)可能形成(cheng)焊(han)(han)(han)接(jie)結(jie)合(he)(he)的前提下(xia)，特別(bie)要在(zai)熔(rong)焊(han)(han)(han)條(tiao)件下(xia)獲得一個實(shi)際可用的焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭，還(huan)存(cun)在(zai)下(xia)列問題。

1. 熔點的差異(yi)

  兩種(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)差異(yi)很(hen)大(da)時，當加(jia)熱(re)溫度超過(guo)低(di)(di)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)不(bu)多(duo)時，熔(rong)點(dian)(dian)高(gao)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)仍呈(cheng)低(di)(di)活動性的(de)(de)(de)(de)固體狀態(tai)此時，僅靠兩種(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)相互擴(kuo)散(san)、原子遷移而形成(cheng)焊(han)接結合，其過(guo)程很(hen)慢(man)。當加(jia)熱(re)到(dao)高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)原子活性較大(da)的(de)(de)(de)(de)固態(tai)（接近(jin)于熔(rong)點(dian)(dian)時），已被熔(rong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)首先滲(shen)入到(dao)高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)晶界，由(you)于晶界的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)系(xi)數比晶內的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)系(xi)數大(da)得多(duo)，使過(guo)熱(re)區的(de)(de)(de)(de)組織發生(sheng)變化(hua)，且隨之性能(neng)會降低(di)(di)。當達(da)到(dao)高(gao)熔(rong)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)化(hua)時，勢必會造(zao)成(cheng)熔(rong)點(dian)(dian)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)流失(shi)、蒸發和合金(jin)(jin)(jin)(jin)元素(su)的(de)(de)(de)(de)大(da)量燒(shao)損。因(yin)此，在這種(zhong)情況下(xia)進行熔(rong)焊(han)，很(hen)難獲得一個滿意的(de)(de)(de)(de)焊(han)接接頭。

2. 線脹系數的(de)差異

  不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)具有不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)線脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)數(shu)，當一種線脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)數(shu)大的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)與(yu)另一種線脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)焊接(jie)(jie)時(shi)，可(ke)能導致焊縫(feng)(feng)或熱影響區產(chan)生裂(lie)紋，甚至還會導致焊縫(feng)(feng)與(yu)母材金(jin)(jin)屬(shu)(shu)剝(bo)離這是(shi)因為，線脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)數(shu)大的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在一定的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei)(nei)升(sheng)溫時(shi)，其熱膨脹(zhang)(zhang)量大，其后(hou)冷(leng)卻時(shi)收(shou)縮量也(ye)大；反之(zhi)線脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)，冷(leng)卻時(shi)收(shou)縮率也(ye)小(xiao)。它們(men)在形(xing)成焊接(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)之(zhi)后(hou)冷(leng)卻過(guo)程中焊縫(feng)(feng)兩側(ce)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮量不(bu)同(tong)，導致焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)區出現復雜的(de)(de)(de)(de)高(gao)內(nei)(nei)應力狀態，進而加速裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)產(chan)生。生產(chan)上常用(yong)的(de)(de)(de)(de)方法是(shi)焊前對線脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)進行預熱，或者(zhe)在線脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)數(shu)差(cha)異(yi)很大的(de)(de)(de)(de)兩金(jin)(jin)屬(shu)(shu)中間加入一種塑(su)性好的(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)焊接(jie)(jie)成過(guo)渡接(jie)(jie)頭(tou)作為緩沖(chong)帶(dai)，避免焊縫(feng)(feng)或熱影響區產(chan)生裂(lie)紋。

3. 熱導(dao)率和比熱容的差異

  金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的熱(re)(re)導(dao)(dao)率和比熱(re)(re)容強烈地(di)影響被(bei)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)的熔(rong)化、熔(rong)池的形(xing)成(cheng)、焊(han)(han)(han)(han)接(jie)區的溫度場和焊(han)(han)(han)(han)縫的凝固結晶(jing)當兩種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)在這方面差異很(hen)大(da)時(shi)，可使被(bei)焊(han)(han)(han)(han)材料(liao)熔(rong)化不(bu)(bu)同步，熔(rong)池形(xing)成(cheng)和金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)結合不(bu)(bu)良，導(dao)(dao)致焊(han)(han)(han)(han)縫結晶(jing)條件變(bian)壞，焊(han)(han)(han)(han)縫性能和成(cheng)形(xing)不(bu)(bu)良。熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)，通(tong)常應將熱(re)(re)源(yuan)位置偏(pian)向熱(re)(re)導(dao)(dao)性能好的材料(liao)一側。例如(ru)，純銅與18-8型奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)，由于(yu)銅的熱(re)(re)導(dao)(dao)率比18-8型奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼大(da)20倍，因此必(bi)須(xu)把熱(re)(re)源(yuan)的大(da)部分(fen)熱(re)(re)量集中到純銅待(dai)焊(han)(han)(han)(han)處一側，以(yi)保證待(dai)焊(han)(han)(han)(han)處兩側的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)均(jun)勻同步地(di)熔(rong)化和凝固。

4. 電(dian)磁性的(de)差異

  在異種金(jin)(jin)屬熔(rong)焊(han)時(shi)有時(shi)會(hui)出現焊(han)接電(dian)(dian)(dian)弧偏燒或者電(dian)(dian)(dian)弧燃燒不(bu)穩定現象而造成(cheng)焊(han)縫(feng)成(cheng)形(xing)變壞，這(zhe)往往是(shi)由(you)于(yu)兩(liang)種金(jin)(jin)屬的電(dian)(dian)(dian)磁(ci)性(xing)相差很大(da)而發生的。例如(ru)，電(dian)(dian)(dian)子束焊(han)接銅與低(di)碳鋼(gang)時(shi)，當電(dian)(dian)(dian)子束指向銅母材(cai)時(shi)，發現電(dian)(dian)(dian)子束向低(di)碳鋼(gang)母材(cai)一側偏移，就是(shi)由(you)于(yu)兩(liang)種金(jin)(jin)屬的電(dian)(dian)(dian)磁(ci)性(xing)不(bu)同而引起的。

5. 形成(cheng)脆性化合物

  用熔(rong)(rong)焊(han)方法焊(han)接銅和鋁(lv)時，除了(le)通(tong)常必須考慮的(de)(de)被焊(han)材料的(de)(de)氧化(hua)、氮化(hua)形成的(de)(de)化(hua)合物外，銅和鋁(lv)兩元(yuan)素還(huan)能結合形成CuAl2和Cu，Al脆性化(hua)合物，使(shi)焊(han)縫(feng)強度和塑性顯萋地降(jiang)低，因(yin)此，用熔(rong)(rong)焊(han)的(de)(de)方法焊(han)接銅和鋁(lv)是(shi)相當困難的(de)(de)。

  同樣，在異(yi)種黑色金屬(shu)(shu)焊(han)接時也(ye)可(ke)能(neng)會形(xing)成(cheng)某(mou)些金屬(shu)(shu)間的(de)化(hua)(hua)合物(wu)，其中(zhong)有(you)的(de)也(ye)很脆，對焊(han)接接頭(tou)的(de)力學(xue)性(xing)能(neng)影響(xiang)很大，往往會降低焊(han)縫的(de)塑性(xing)和(he)韌性(xing)。隨著金屬(shu)(shu)間脆性(xing)化(hua)(hua)合物(wu)的(de)增多，焊(han)縫在結晶(jing)過程中(zhong)形(xing)成(cheng)的(de)裂紋傾向加大，在使用(yong)過程中(zhong)會使焊(han)接接頭(tou)發(fa)生脆性(xing)斷裂。

6. 焊接接頭難(nan)于達到與母材金屬等(deng)性能

  通常(chang)，兩種(zhong)不同金(jin)屬(shu)結合(he)在一(yi)(yi)起(qi)會構成(cheng)腐蝕電偶，因(yin)而其耐蝕性(xing)要比其中任一(yi)(yi)金(jin)屬(shu)都低(di)，這(zhe)是(shi)一(yi)(yi)個不易解決(jue)的(de)難題。此外(wai)，為(wei)了實現異(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)焊接性(xing)，往(wang)(wang)往(wang)(wang)選用塑性(xing)較好的(de)焊接材料，以避免焊縫(feng)金(jin)屬(shu)開裂或(huo)脆化，但(dan)可能會降低(di)焊接接頭的(de)強度。因(yin)此，為(wei)了保(bao)證(zheng)異(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)焊接接頭具有良好的(de)綜合(he)使用性(xing)能，往(wang)(wang)往(wang)(wang)不得不放棄或(huo)降低(di)一(yi)(yi)些次(ci)要性(xing)能指標(biao)要求，這(zhe)是(shi)異(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)焊接時不可避免的(de)問題。

  由此可見，異種金屬焊接(jie)時需要解(jie)決的(de)(de)問(wen)題較多，焊接(jie)難度也很大，只(zhi)有選用合(he)理的(de)(de)焊接(jie)方法和(he)焊接(jie)材料，并制定正確的(de)(de)焊接(jie)工藝方案，采取一些特殊措施，才能獲得優質的(de)(de)異種金屬的(de)(de)焊接(jie)接(jie)頭(tou)。

  純金(jin)屬組對的(de)異(yi)種金(jin)屬副的(de)焊(han)接性如圖5-1所示。