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(bu)銹(xiu)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。


 大多數焊接方法可(ke)用(yong)于異種(zhong)金屬(shu),如熔焊、壓(ya)焊、釬焊和(he)擴散焊。熔焊是其中(zhong)應用(yong)較多的(de)也是本題(ti)要介(jie)紹的(de)。手工電(dian)弧(hu)焊和(he)氣體(ti)保護焊是熔焊中(zhong)應用(yong)最廣、使用(yong)最為(wei)方便(bian)的(de)兩種(zhong)方法,焊接材(cai)料多,便(bian)于選擇(ze),適應性強。若(ruo)有異種(zhong)金屬(shu)的(de)大構件或(huo)批量(liang)生產時,可(ke)采(cai)用(yong)機械化的(de)氣體(ti)保護自動焊或(huo)埋弧(hu)焊。


 由于異種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)化學成(cheng)分、金(jin)相(xiang)組織、物理(li)性能(neng)(neng)及力(li)學性能(neng)(neng)都有差別,有的(de)(de)(de)差別還很(hen)大。所以,焊(han)(han)(han)接(jie)異種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)通(tong)常要比焊(han)(han)(han)接(jie)同(tong)種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)困難得多(duo),如兩種(zhong)被焊(han)(han)(han)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)熱膨脹系數相(xiang)差較大時,在焊(han)(han)(han)接(jie)過程(cheng)中會產生很(hen)大的(de)(de)(de)熱應(ying)力(li),且這種(zhong)熱應(ying)力(li)是不(bu)能(neng)(neng)通(tong)過焊(han)(han)(han)后熱處理(li)來消除的(de)(de)(de)。另外(wai),由于兩種(zhong)被焊(han)(han)(han)材料不(bu)同(tong),其焊(han)(han)(han)接(jie)工(gong)藝要求也不(bu)同(tong),等(deng)(deng)等(deng)(deng)。


 正確選擇(ze)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料是異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)關鍵。接(jie)(jie)(jie)(jie)頭質(zhi)量和(he)性能(neng)(neng)與(yu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料關系十(shi)分(fen)密切,由于有合金(jin)元素(su)的(de)(de)被(bei)稀釋溶解和(he)碳遷移等因(yin)素(su)的(de)(de)影響,在異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)焊(han)縫(feng)和(he)熔(rong)合區(qu)存在一(yi)個過渡區(qu),這區(qu)域不(bu)(bu)但化學成(cheng)分(fen)和(he)金(jin)相(xiang)組織不(bu)(bu)均(jun)勻(yun),而且物理性能(neng)(neng)也不(bu)(bu)同,力學性能(neng)(neng)也有很大(da)的(de)(de)差異(yi)(yi),這可(ke)能(neng)(neng)引起(qi)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭缺陷或嚴(yan)重降低性能(neng)(neng)。所(suo)以(yi),必須按(an)照母材(cai)的(de)(de)化學成(cheng)分(fen)、性能(neng)(neng)、接(jie)(jie)(jie)(jie)頭形式和(he)使(shi)用要求,正確地(di)選擇(ze)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料。一(yi)般選擇(ze)異(yi)(yi)種(zhong)金(jin)屬(這里是指(zhi)本題涉及的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)、耐熱鋼(gang)、鎳基及鐵鎳基合金(jin)之間的(de)(de)異(yi)(yi)種(zhong)材(cai)料焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)和(he)它們與(yu)珠光體鋼(gang)異(yi)(yi)種(zhong)材(cai)料焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie))有以(yi)下基本原則。


1. 保證焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)使用(yong)性(xing)能(neng)。即(ji)保證焊(han)(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)過渡區(qu)(qu)、熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)等接(jie)(jie)(jie)頭區(qu)(qu)域(yu)具(ju)有(you)(you)良(liang)(liang)好的(de)力(li)學性(xing)能(neng)和綜合(he)性(xing)能(neng),以滿足使用(yong)要求(qiu)。如低(di)(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)耐熱(re)(re)鋼(gang)與1Cr18Ni9Ti焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),在(zai)許多情況下(xia),采用(yong)309型奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料,可以滿足要求(qiu)。當設計要求(qiu)接(jie)(jie)(jie)頭有(you)(you)良(liang)(liang)好的(de)冷熱(re)(re)疲勞性(xing)能(neng)時,若還采用(yong)309型奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料,雖然(ran)能(neng)形成完整的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭,但由于(yu)(yu)奧氏(shi)體(ti)焊(han)(han)縫與低(di)(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)耐熱(re)(re)鋼(gang)熱(re)(re)膨脹(zhang)系數差別(bie)較大(da),在(zai)熔合(he)區(qu)(qu)兩(liang)側產生很大(da)的(de)熱(re)(re)應(ying)力(li),隨(sui)著冷熱(re)(re)的(de)變化,熱(re)(re)應(ying)力(li)也(ye)不(bu)(bu)斷交(jiao)替變化,加之(zhi)低(di)(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)一(yi)側的(de)塑性(xing)較低(di)(di)(di),這(zhe)就降低(di)(di)(di)了(le)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)冷熱(re)(re)疲勞性(xing)能(neng)。若選用(yong)鎳基合(he)金(jin)(jin)(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料,可以大(da)大(da)提高其(qi)接(jie)(jie)(jie)頭冷熱(re)(re)疲勞性(xing)能(neng)。這(zhe)主(zhu)要是由于(yu)(yu)鎳基合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)系數介于(yu)(yu)兩(liang)種被焊(han)(han)材(cai)料之(zhi)間,且(qie)更(geng)接(jie)(jie)(jie)近(jin)低(di)(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang),這(zhe)樣把(ba)熱(re)(re)應(ying)力(li)進行分散(san),而且(qie)塑性(xing)較差的(de)低(di)(di)(di)合(he)金(jin)(jin)(jin)鋼(gang)一(yi)側的(de)應(ying)力(li)相(xiang)對較小(xiao)。另(ling)外(wai),鎳基合(he)金(jin)(jin)(jin)能(neng)有(you)(you)效地阻止碳的(de)遷(qian)移,降低(di)(di)(di)了(le)過渡層(ceng)的(de)危害。


2. 保證(zheng)焊接(jie)接(jie)頭具(ju)有良好的工藝性能(neng),即在接(jie)頭區域不能(neng)出現熱裂(lie)紋和冷(leng)裂(lie)紋。


3. 保證焊縫金屬(shu)具(ju)有(you)一定的致密性,不得有(you)超標的焊接缺陷。


4. 保證焊縫金屬具(ju)有所要求的綜合性(xing)(xing)(xing)能,如(ru)耐蝕性(xing)(xing)(xing)、耐熱(re)性(xing)(xing)(xing)、熱(re)強性(xing)(xing)(xing)、抗氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)(xing)等(deng)。


5. 在焊接工(gong)藝(如焊前預熱(re)或(huo)焊后(hou)熱(re)處理)受到限(xian)制時(shi),要注意選擇鎳基合(he)金或(huo)奧氏體不銹鋼(gang)焊接材料,以提高焊縫金屬的塑性及韌性。


6. 異(yi)種(zhong)材(cai)料焊接時(shi)(shi)(shi),焊接材(cai)料的(de)選擇通常是就高(gao)不就低(di)。如低(di)合金(jin)鋼(gang)與(yu)不銹鋼(gang)焊接時(shi)(shi)(shi),選用不銹鋼(gang)焊接材(cai)料;低(di)合金(jin)鋼(gang)與(yu)鎳基合金(jin)焊接、或不銹鋼(gang)與(yu)鎳基合金(jin)焊接時(shi)(shi)(shi),選用鎳基合金(jin)焊接材(cai)料。


異種材料焊接(jie)和焊接(jie)材料的選擇都(dou)要基于實驗(yan),必(bi)(bi)須滿(man)足使用要求,不要隨便輕(qing)信某些資料或者結論。要以試(shi)驗(yan)數據(ju)為準,進(jin)行必(bi)(bi)要的工藝試(shi)驗(yan)和性能測試(shi)。