隨著現代工業技術的不斷發展,對設備的要求越來越高,在同一設備中,要求各零部件的性能不一樣。任何一種材料都不可能全面滿足使用要求,這樣異種材料的焊接問題就被提了出來。從材料角度來看,異種金屬焊接主要包括三種情況:異種鋼焊接、異種有色金屬焊接、鋼與有色金屬焊接。本書主要討論不銹鋼耐熱鋼、鎳基鐵鎳基合金之間異種金屬焊接及它們與珠光體鋼的焊接。


 大多數焊(han)(han)接方法(fa)可用(yong)于異種(zhong)金屬(shu),如(ru)熔(rong)焊(han)(han)、壓焊(han)(han)、釬焊(han)(han)和擴散焊(han)(han)。熔(rong)焊(han)(han)是(shi)其中(zhong)應(ying)(ying)用(yong)較多的(de)也是(shi)本題(ti)要介紹的(de)。手(shou)工電弧(hu)焊(han)(han)和氣體(ti)保護焊(han)(han)是(shi)熔(rong)焊(han)(han)中(zhong)應(ying)(ying)用(yong)最(zui)(zui)廣、使用(yong)最(zui)(zui)為方便的(de)兩種(zhong)方法(fa),焊(han)(han)接材料多,便于選擇,適應(ying)(ying)性強。若(ruo)有異種(zhong)金屬(shu)的(de)大構件(jian)或批(pi)量生產時,可采用(yong)機械(xie)化的(de)氣體(ti)保護自(zi)動(dong)焊(han)(han)或埋弧(hu)焊(han)(han)。


 由(you)于(yu)異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)化學成分(fen)、金(jin)(jin)(jin)相組織、物(wu)理(li)性能(neng)及力學性能(neng)都(dou)有(you)差別,有(you)的(de)(de)差別還很大。所以,焊(han)接異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬通常要(yao)比(bi)焊(han)接同種(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬困難得多,如兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)被(bei)(bei)焊(han)金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)熱(re)(re)膨脹系(xi)數相差較大時(shi),在焊(han)接過程中會(hui)產生很大的(de)(de)熱(re)(re)應(ying)力,且這種(zhong)(zhong)(zhong)熱(re)(re)應(ying)力是不(bu)(bu)能(neng)通過焊(han)后熱(re)(re)處理(li)來消(xiao)除的(de)(de)。另外(wai),由(you)于(yu)兩(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)被(bei)(bei)焊(han)材料不(bu)(bu)同,其焊(han)接工藝要(yao)求也不(bu)(bu)同,等等。


 正確選擇焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)是異種(zhong)(zhong)金屬焊(han)接(jie)的關鍵。接(jie)頭質量和(he)(he)性(xing)(xing)(xing)能(neng)與(yu)焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)關系十(shi)分密切,由于有(you)合(he)金元素(su)的被(bei)稀釋溶(rong)解和(he)(he)碳遷移等因素(su)的影響,在(zai)異種(zhong)(zhong)金屬接(jie)頭的焊(han)縫和(he)(he)熔合(he)區(qu)存在(zai)一個過渡(du)區(qu),這區(qu)域不但化(hua)學成(cheng)分和(he)(he)金相組織不均勻(yun),而且物理性(xing)(xing)(xing)能(neng)也不同,力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)也有(you)很大的差異,這可能(neng)引(yin)起接(jie)頭缺陷或嚴(yan)重降低性(xing)(xing)(xing)能(neng)。所以,必(bi)須(xu)按(an)照母材(cai)的化(hua)學成(cheng)分、性(xing)(xing)(xing)能(neng)、接(jie)頭形(xing)式和(he)(he)使(shi)用(yong)要求,正確地選擇焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)。一般選擇異種(zhong)(zhong)金屬(這里是指本(ben)題(ti)涉及的不銹鋼(gang)、耐熱鋼(gang)、鎳基及鐵(tie)鎳基合(he)金之間的異種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)焊(han)接(jie)和(he)(he)它們與(yu)珠光(guang)體(ti)鋼(gang)異種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)焊(han)接(jie))有(you)以下基本(ben)原則(ze)。


1. 保證(zheng)(zheng)焊(han)(han)接接頭(tou)的(de)(de)(de)(de)使用性能(neng)(neng)(neng)。即保證(zheng)(zheng)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬過渡(du)區、熱(re)(re)(re)(re)(re)影響區等接頭(tou)區域(yu)具有(you)良好的(de)(de)(de)(de)力(li)學性能(neng)(neng)(neng)和綜合(he)(he)(he)性能(neng)(neng)(neng),以滿足(zu)(zu)使用要(yao)求。如(ru)低(di)(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)耐熱(re)(re)(re)(re)(re)鋼(gang)與1Cr18Ni9Ti焊(han)(han)接,在許多情況(kuang)下(xia),采用309型(xing)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接材(cai)料(liao),可以滿足(zu)(zu)要(yao)求。當設計(ji)要(yao)求接頭(tou)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲勞(lao)性能(neng)(neng)(neng)時,若還(huan)采用309型(xing)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接材(cai)料(liao),雖然能(neng)(neng)(neng)形成完整的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接接頭(tou),但由于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)焊(han)(han)縫與低(di)(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)耐熱(re)(re)(re)(re)(re)鋼(gang)熱(re)(re)(re)(re)(re)膨脹(zhang)系(xi)數差別較大(da),在熔合(he)(he)(he)區兩側(ce)產生很大(da)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)應(ying)(ying)力(li),隨著冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)的(de)(de)(de)(de)變化,熱(re)(re)(re)(re)(re)應(ying)(ying)力(li)也不(bu)(bu)斷交(jiao)替變化,加之低(di)(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)一側(ce)的(de)(de)(de)(de)塑性較低(di)(di),這就降(jiang)低(di)(di)了接頭(tou)的(de)(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲勞(lao)性能(neng)(neng)(neng)。若選用鎳(nie)(nie)基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)焊(han)(han)接材(cai)料(liao),可以大(da)大(da)提高(gao)其接頭(tou)冷(leng)熱(re)(re)(re)(re)(re)疲勞(lao)性能(neng)(neng)(neng)。這主要(yao)是由于(yu)(yu)鎳(nie)(nie)基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)膨脹(zhang)系(xi)數介于(yu)(yu)兩種被焊(han)(han)材(cai)料(liao)之間,且更接近低(di)(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang),這樣(yang)把熱(re)(re)(re)(re)(re)應(ying)(ying)力(li)進行(xing)分散,而(er)且塑性較差的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)一側(ce)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)力(li)相對較小。另外,鎳(nie)(nie)基合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)能(neng)(neng)(neng)有(you)效地阻止碳(tan)的(de)(de)(de)(de)遷移,降(jiang)低(di)(di)了過渡(du)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)危害。


2. 保證焊接(jie)接(jie)頭(tou)具有(you)良好(hao)的工藝性(xing)能(neng),即在接(jie)頭(tou)區域不能(neng)出現熱裂(lie)紋和冷裂(lie)紋。


3. 保證焊縫(feng)金(jin)屬具有一定的致密(mi)性,不得有超標的焊接缺陷(xian)。


4. 保證焊縫金屬具有所要(yao)求的綜合性能,如耐蝕性、耐熱(re)性、熱(re)強性、抗氧化性等(deng)。


5. 在焊(han)接工藝(如焊(han)前預熱或焊(han)后(hou)熱處理)受到限制時,要注(zhu)意選擇鎳基(ji)合金或奧(ao)氏體(ti)不銹鋼焊(han)接材料(liao),以提高焊(han)縫(feng)金屬的塑性(xing)及韌性(xing)。


6. 異(yi)種材料(liao)(liao)(liao)焊接時,焊接材料(liao)(liao)(liao)的選擇(ze)通常是就高不(bu)(bu)就低(di)。如低(di)合金鋼(gang)與(yu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊接時,選用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊接材料(liao)(liao)(liao);低(di)合金鋼(gang)與(yu)鎳基(ji)(ji)合金焊接、或不(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)鎳基(ji)(ji)合金焊接時,選用(yong)鎳基(ji)(ji)合金焊接材料(liao)(liao)(liao)。


異種(zhong)材(cai)料焊(han)接和焊(han)接材(cai)料的(de)選(xuan)擇(ze)都要基于實驗,必(bi)(bi)須滿足使用要求,不要隨便輕信某些(xie)資料或者結(jie)論。要以試驗數據(ju)為準,進行(xing)必(bi)(bi)要的(de)工藝試驗和性(xing)能測試。