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(re)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(shu)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法可(ke)用(yong)(yong)于異(yi)(yi)種(zhong)(zhong)金屬(shu),如熔(rong)(rong)焊(han)(han)、壓焊(han)(han)、釬焊(han)(han)和擴(kuo)散(san)焊(han)(han)。熔(rong)(rong)焊(han)(han)是(shi)(shi)其中應(ying)用(yong)(yong)較(jiao)多的(de)也(ye)是(shi)(shi)本題要介紹的(de)。手工(gong)電弧焊(han)(han)和氣(qi)體保(bao)護焊(han)(han)是(shi)(shi)熔(rong)(rong)焊(han)(han)中應(ying)用(yong)(yong)最(zui)廣、使用(yong)(yong)最(zui)為方(fang)便(bian)的(de)兩(liang)種(zhong)(zhong)方(fang)法,焊(han)(han)接(jie)材(cai)料多,便(bian)于選擇,適應(ying)性強。若有異(yi)(yi)種(zhong)(zhong)金屬(shu)的(de)大構件或批量生(sheng)產時,可(ke)采用(yong)(yong)機(ji)械化的(de)氣(qi)體保(bao)護自動焊(han)(han)或埋弧焊(han)(han)。


 由于異種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)的(de)化學(xue)成分、金相(xiang)組織、物理(li)性(xing)能(neng)及力(li)(li)學(xue)性(xing)能(neng)都有差(cha)(cha)別(bie),有的(de)差(cha)(cha)別(bie)還很大。所以,焊(han)(han)(han)接(jie)異種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)通常要(yao)比焊(han)(han)(han)接(jie)同種(zhong)(zhong)金屬(shu)(shu)困(kun)難得多,如兩種(zhong)(zhong)被(bei)焊(han)(han)(han)金屬(shu)(shu)的(de)熱膨脹(zhang)系(xi)數相(xiang)差(cha)(cha)較大時,在焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)會(hui)產生很大的(de)熱應(ying)力(li)(li),且這種(zhong)(zhong)熱應(ying)力(li)(li)是不(bu)(bu)能(neng)通過(guo)焊(han)(han)(han)后熱處理(li)來消除的(de)。另(ling)外,由于兩種(zhong)(zhong)被(bei)焊(han)(han)(han)材料(liao)不(bu)(bu)同,其焊(han)(han)(han)接(jie)工藝(yi)要(yao)求也不(bu)(bu)同,等(deng)等(deng)。


 正確(que)選(xuan)擇焊(han)(han)接(jie)(jie)材料是(shi)異(yi)(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)關(guan)鍵。接(jie)(jie)頭(tou)(tou)質量和(he)性能(neng)(neng)與(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料關(guan)系十(shi)分密(mi)切,由于有合金(jin)元素(su)的(de)(de)被稀釋溶解(jie)和(he)碳(tan)遷移(yi)等因素(su)的(de)(de)影響,在異(yi)(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬接(jie)(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)和(he)熔合區存在一(yi)個過渡區,這(zhe)區域不但化(hua)學成分和(he)金(jin)相組織(zhi)不均勻,而且(qie)物理性能(neng)(neng)也(ye)不同,力學性能(neng)(neng)也(ye)有很大的(de)(de)差(cha)異(yi)(yi)(yi),這(zhe)可能(neng)(neng)引起(qi)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)缺陷或嚴重降低性能(neng)(neng)。所(suo)以(yi),必須(xu)按照母(mu)材的(de)(de)化(hua)學成分、性能(neng)(neng)、接(jie)(jie)頭(tou)(tou)形式和(he)使用要求,正確(que)地選(xuan)擇焊(han)(han)接(jie)(jie)材料。一(yi)般選(xuan)擇異(yi)(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬(這(zhe)里(li)是(shi)指本(ben)題涉及的(de)(de)不銹鋼、耐熱鋼、鎳基及鐵鎳基合金(jin)之間(jian)的(de)(de)異(yi)(yi)(yi)種(zhong)材料焊(han)(han)接(jie)(jie)和(he)它們與(yu)珠光體鋼異(yi)(yi)(yi)種(zhong)材料焊(han)(han)接(jie)(jie))有以(yi)下基本(ben)原則。


1. 保(bao)證(zheng)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用性(xing)(xing)能(neng)。即(ji)保(bao)證(zheng)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬過渡(du)區(qu)、熱影響區(qu)等接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)區(qu)域具有良好的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)和綜合(he)(he)性(xing)(xing)能(neng),以(yi)滿足使(shi)(shi)用要(yao)求(qiu)。如(ru)低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)耐(nai)熱鋼與1Cr18Ni9Ti焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie),在許多情況下,采用309型(xing)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料,可(ke)以(yi)滿足要(yao)求(qiu)。當設計要(yao)求(qiu)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)有良好的(de)(de)(de)冷熱疲(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)時,若還采用309型(xing)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料,雖然能(neng)形成完(wan)整的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou),但由于奧(ao)氏(shi)體(ti)焊(han)(han)縫與低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)耐(nai)熱鋼熱膨脹(zhang)系(xi)數(shu)差(cha)別較(jiao)大(da),在熔合(he)(he)區(qu)兩(liang)側產(chan)生很大(da)的(de)(de)(de)熱應力,隨著(zhu)冷熱的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)(hua),熱應力也不(bu)(bu)斷交替變(bian)化(hua)(hua),加之低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼一(yi)側的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)較(jiao)低,這(zhe)(zhe)就降低了接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)的(de)(de)(de)冷熱疲(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)。若選用鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料,可(ke)以(yi)大(da)大(da)提高(gao)其(qi)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)冷熱疲(pi)勞(lao)(lao)性(xing)(xing)能(neng)。這(zhe)(zhe)主(zhu)要(yao)是由于鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)熱膨脹(zhang)系(xi)數(shu)介(jie)于兩(liang)種被焊(han)(han)材(cai)料之間,且(qie)更接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)近(jin)低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼,這(zhe)(zhe)樣把熱應力進行分散,而(er)且(qie)塑性(xing)(xing)較(jiao)差(cha)的(de)(de)(de)低合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)鋼一(yi)側的(de)(de)(de)應力相對較(jiao)小(xiao)。另外,鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)能(neng)有效地阻止碳的(de)(de)(de)遷移,降低了過渡(du)層的(de)(de)(de)危害。


2. 保(bao)證焊接接頭具有良(liang)好(hao)的工藝性能,即在接頭區域不能出現熱裂(lie)紋和冷裂(lie)紋。


3. 保證焊縫金屬具有一定的(de)致密性(xing),不(bu)得有超標的(de)焊接(jie)缺陷。


4. 保(bao)證焊縫金屬具有所要求的綜合性能,如耐蝕性、耐熱性、熱強性、抗氧化性等。


5. 在焊(han)接(jie)工藝(如焊(han)前預熱或焊(han)后熱處(chu)理)受到限制(zhi)時,要注意(yi)選擇鎳(nie)基合金(jin)或奧氏體不銹鋼焊(han)接(jie)材料,以提高(gao)焊(han)縫金(jin)屬的塑性(xing)及(ji)韌性(xing)。


6. 異種材料(liao)焊(han)接(jie)時,焊(han)接(jie)材料(liao)的選(xuan)擇(ze)通常是(shi)就高不就低。如低合(he)(he)金鋼與不銹鋼焊(han)接(jie)時,選(xuan)用不銹鋼焊(han)接(jie)材料(liao);低合(he)(he)金鋼與鎳(nie)基合(he)(he)金焊(han)接(jie)、或不銹鋼與鎳(nie)基合(he)(he)金焊(han)接(jie)時,選(xuan)用鎳(nie)基合(he)(he)金焊(han)接(jie)材料(liao)。


異種材料(liao)焊(han)接(jie)和焊(han)接(jie)材料(liao)的選擇都要基(ji)于實驗,必(bi)須滿(man)足使用要求,不要隨便輕信某些資料(liao)或(huo)者結(jie)論(lun)。要以(yi)試驗數據(ju)為(wei)準,進行必(bi)要的工藝試驗和性能測試。