常有配管設計人員咨詢我們：不銹鋼和碳鋼（低合金鋼）是否可以直接焊接 ？首先應該明確，不銹(xiu)鋼和碳鋼是可以直接焊接的，但是在管道設計時，需要分具體情況進行分析，才能最終確定。
不銹(xiu)鋼與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接的情況(kuang)：
①. 由于儀表配管大多管徑小，對管道內潔要求高，一些設計單位為了統一裝置的儀表配管，材料都采用不銹鋼管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有(you)的(de)特殊伴(ban)熱管為(wei)不(bu)銹鋼，而蒸(zheng)汽分配(pei)站為(wei)碳鋼，此時會出(chu)現碳鋼與(yu)不(bu)銹鋼的(de)連接；
③. 有的(de)設(she)備(bei)為不銹(xiu)鋼，而壓力(li)管道為碳鋼，此時會出(chu)現碳鋼與不銹(xiu)鋼的(de)連接(jie)；
④. 有的夾套管(guan)(guan)(guan)(guan)芯(xin)管(guan)(guan)(guan)(guan)用(yong)不銹鋼(gang)(gang)、夾套用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)，有的夾套芯(xin)管(guan)(guan)(guan)(guan)用(yong)不銹鋼(gang)(gang)、夾套也(ye)用(yong)不銹鋼(gang)(gang)、熱媒管(guan)(guan)(guan)(guan)用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)，會出現碳(tan)鋼(gang)(gang)與不銹鋼(gang)(gang)的連接。
一、一般情(qing)況碳鋼(gang)與(yu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)不(bu)(bu)直接接觸(chu)
1. 在(zai)GB50235《工業金屬管道(dao)工程施工規(gui)范(fan)》規(gui)定(ding)“不銹鋼(gang)(gang)管道(dao)與(yu)支架(jia)之間(jian)應墊入不銹鋼(gang)(gang)或氯離子含量不超過50x10-6的(de)非金屬墊片”，原(yuan)因是不銹鋼(gang)(gang)和(he)碳鋼(gang)(gang)直接接觸會發生電化學腐蝕，在(zai)儲存(cun)、運輸、加工和(he)安裝(zhuang)時，一定(ding)要(yao)嚴格分(fen)開(kai)。
2. 不(bu)銹(xiu)鋼的(de)金相(xiang)組(zu)織(zhi)和(he)(he)(he)表面鈍(dun)化膜，使得(de)它在(zai)一般情(qing)況下(xia)較難與(yu)介(jie)質(zhi)(zhi)發生(sheng)化學反(fan)應而(er)被(bei)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，但(dan)并不(bu)是(shi)在(zai)任(ren)何條件(jian)下(xia)都不(bu)能被(bei)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。在(zai)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)和(he)(he)(he)誘(you)因（如劃(hua)傷、飛濺、割渣等(deng)）存在(zai)的(de)條件(jian)下(xia)，不(bu)銹(xiu)鋼也能與(yu)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)發生(sheng)緩慢的(de)化學和(he)(he)(he)電化學反(fan)應被(bei)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，而(er)且在(zai)一定條件(jian)下(xia)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)速度相(xiang)當(dang)快而(er)產(chan)生(sheng)銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)現象(xiang)，尤其是(shi)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)(he)(he)縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。不(bu)銹(xiu)鋼件(jian)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)機理主要為電化學腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。當(dang)不(bu)銹(xiu)鋼與(yu)碳鋼直(zhi)接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸(chu)會產(chan)生(sheng)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。
3. 不銹鋼與碳鋼直接接觸腐蝕分析。鉻-鎳不銹鋼是現今運用最為廣泛的不銹鋼，國內牌號06Cr19Ni10，國際常用牌號304，不銹鋼因為含有18％以上的鉻以及8％以上的鎳含量，從而具有良好的耐腐蝕和成型的綜合性能。
碳鋼(gang)(gang)(gang)材料(liao)(liao)含碳量的多少直接關(guan)系到碳素鋼(gang)(gang)(gang)材料(liao)(liao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，隨著含碳量增加，鋼(gang)(gang)(gang)的硬(ying)度(du)、強(qiang)度(du)隨之提升(sheng)，鋼(gang)(gang)(gang)材的塑性(xing)(xing)(xing)、可焊性(xing)(xing)(xing)能(neng)降低。同時碳鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)錳元素、硅元素、鎳元素、硫元素也對碳鋼(gang)(gang)(gang)材性(xing)(xing)(xing)能(neng)影響。
電(dian)(dian)偶腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，是由兩種(zhong)不(bu)同(tong)電(dian)(dian)位金(jin)屬接(jie)觸，從(cong)而引起電(dian)(dian)位低(di)的(de)金(jin)屬發生腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)異種(zhong)金(jin)屬接(jie)觸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當不(bu)銹鋼(gang)(gang)材料(liao)與(yu)碳(tan)鋼(gang)(gang)材料(liao)混合(he)儲存時，不(bu)銹鋼(gang)(gang)含有(you)鎳、鉻(ge)金(jin)屬元(yuan)素(su)而活潑性降低(di)，電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位便高于普通碳(tan)鋼(gang)(gang)為(wei)陰極(ji)、碳(tan)鋼(gang)(gang)為(wei)陽(yang)極(ji)。在潮濕(shi)的(de)空氣中水汽不(bu)可避免地(di)溶入二(er)氧化(hua)碳(tan)而形成(cheng)(cheng)(cheng)酸性的(de)電(dian)(dian)解(jie)質，從(cong)而形成(cheng)(cheng)(cheng)電(dian)(dian)偶反應，碳(tan)素(su)體中的(de)鐵(tie)元(yuan)素(su)失(shi)去電(dian)(dian)子(zi)(zi)，形成(cheng)(cheng)(cheng)正二(er)價鐵(tie)離子(zi)(zi)，得到(dao)電(dian)(dian)子(zi)(zi)的(de)鐵(tie)元(yuan)素(su)變(bian)成(cheng)(cheng)(cheng)三氧化(hua)二(er)鐵(tie)，電(dian)(dian)流就(jiu)會(hui)如此通過高位電(dian)(dian)極(ji)（陽(yang)極(ji)）金(jin)屬流入低(di)位電(dian)(dian)極(ji)（陰極(ji)），至此金(jin)屬化(hua)學能以電(dian)(dian)能的(de)形式損失(shi)，陰極(ji)金(jin)屬因受到(dao)保護而腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)減慢，陽(yang)極(ji)以電(dian)(dian)子(zi)(zi)損失(shi)而更快(kuai)地(di)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
當不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)直接接觸時(shi)(shi)(shi)，隨(sui)著時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)推(tui)移，碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)斷地鈍化，碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)產物對碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)起到了(le)一(yi)定性的(de)保護作(zuo)用，從而減緩了(le)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)。但(dan)是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)隨(sui)著時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)推(tui)移，材(cai)料(liao)表面的(de)鈍化保護膜(mo)不(bu)(bu)斷地損失，且不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)因(yin)為前期(qi)(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)極小，腐(fu)(fu)蝕(shi)產物較少，難(nan)以對不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)起到保護作(zuo)用，最終是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)隨(sui)著時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)推(tui)移其腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)速(su)(su)率(lv)不(bu)(bu)斷地加(jia)(jia)大(da)。綜(zong)合上述，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)接觸腐(fu)(fu)蝕(shi)為前期(qi)(qi)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)較快，但(dan)是隨(sui)著時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)推(tui)移碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)減低，而不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)不(bu)(bu)斷地加(jia)(jia)大(da)。
二、不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的異種(zhong)鋼(gang)焊接(jie)
根(gen)據GB 50236《現場設備(bei)、工(gong)(gong)業管道(dao)焊(han)接(jie)工(gong)(gong)程施(shi)工(gong)(gong)規(gui)范》、SH/T 3526《石(shi)油化工(gong)(gong)異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)規(gui)程》等規(gui)范的要(yao)求，進(jin)行(xing)不銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)。但是(shi)，不銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)的異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)容易出現以下問題。
1. 熔(rong)點(dian)差異
不(bu)銹鋼和(he)碳鋼材料熔(rong)點不(bu)一樣(yang)，當焊接(jie)過程中，兩(liang)種金屬熔(rong)點相差較大(da)時，就(jiu)可(ke)能(neng)出現焊接(jie)性(xing)能(neng)降低(di)，熔(rong)點較低(di)的(de)金屬會產生(sheng)金屬流失，還有(you)可(ke)能(neng)是(shi)蒸(zheng)發和(he)合金元素的(de)大(da)量燒損，這樣(yang)就(jiu)會產生(sheng)很多實際(ji)操作問題。
2. 熱導率和比熱容(rong)差(cha)異
金屬(shu)的熱導(dao)率和比熱容是(shi)影響焊(han)接(jie)(jie)技術(shu)重(zhong)要(yao)因素，對被焊(han)接(jie)(jie)材料的熔化(hua)和焊(han)縫(feng)的凝固結(jie)晶造成影響。不銹鋼熱導(dao)率數值大(da)約是(shi)碳鋼的三分之一，明(ming)顯差異很大(da)，這樣的差異就會導(dao)致兩種金屬(shu)物質熔化(hua)時間不同(tong)步，金屬(shu)結(jie)合效果也不太(tai)好，運(yun)行過程中就會影響焊(han)接(jie)(jie)過程，最終焊(han)縫(feng)性能不良。
3. 線膨(peng)脹(zhang)系(xi)數差異
不銹鋼和碳鋼線膨脹系數是不一樣(yang)的，這種不同(tong)性(xing)能就會在(zai)焊接連接后促使兩種金屬冷卻后產生不同(tong)反應，焊縫(feng)(feng)收縮量不同(tong)，接頭(tou)處(chu)就會出現高應力狀(zhuang)態(tai)，促使焊縫(feng)(feng)處(chu)或者熱影響區域產生裂紋，甚(shen)至導致焊縫(feng)(feng)與(yu)金屬剝(bo)離(li)現象。
4. 電(dian)磁性差異(yi)
兩(liang)種金屬的(de)電(dian)磁性(xing)差異不(bu)同，就有可能(neng)導致(zhi)焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)時出(chu)現不(bu)穩定現象，不(bu)銹鋼和碳鋼的(de)電(dian)磁性(xing)就存在很(hen)大差異，容易造成焊接(jie)(jie)電(dian)弧(hu)(hu)偏弧(hu)(hu)或者電(dian)弧(hu)(hu)燃燒不(bu)穩定結果，這樣就會出(chu)現焊縫處變(bian)(bian)形變(bian)(bian)壞。
5. 形成(cheng)脆(cui)性化(hua)合物
金屬(shu)進行焊(han)接(jie)后在(zai)焊(han)縫(feng)處(chu)(chu)形成新物(wu)(wu)質(zhi)，成為金屬(shu)間(jian)化(hua)合物(wu)(wu)，這(zhe)些物(wu)(wu)質(zhi)有(you)些物(wu)(wu)理屬(shu)性(xing)(xing)較脆，就可能(neng)對接(jie)頭(tou)處(chu)(chu)力學性(xing)(xing)能(neng)產生較大影響(xiang)，甚至(zhi)會降低焊(han)縫(feng)處(chu)(chu)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)。有(you)些金屬(shu)焊(han)接(jie)后，接(jie)頭(tou)處(chu)(chu)性(xing)(xing)能(neng)良好，但是容易生成其(qi)他物(wu)(wu)質(zhi)，比如在(zai)熱影響(xiang)區的(de)晶界(jie)上(shang)形成一種貧(pin)鉻層，這(zhe)種物(wu)(wu)質(zhi)含有(you)碳化(hua)物(wu)(wu)，一旦(dan)產生，就會導致在(zai)使用過程中產生晶間(jian)腐蝕(shi)。
三、不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的連接
1. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)管道的法蘭連(lian)接(jie)
通(tong)過上述綜合分析，配(pei)管設計時，一(yi)般(ban)盡(jin)量避免異種鋼焊(han)接(jie)，當遇到工藝參數改(gai)變(bian)，管道等(deng)級(ji)變(bian)化，不銹鋼與(yu)碳鋼管道需(xu)要連(lian)接(jie)時，一(yi)般(ban)用法蘭(lan)連(lian)接(jie)分界。特(te)別是高溫、高壓流體(ti)管道避免異種鋼焊(han)接(jie)。
2. 不(bu)銹鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)的焊接連接與(yu)工(gong)藝措施
當常溫、低(di)壓流體(ti)管道在特(te)殊(shu)情況下(xia)，必須采(cai)用不銹鋼和碳(tan)鋼直接(jie)(jie)焊接(jie)(jie)時，需注意(yi)焊接(jie)(jie)完成后(hou)最后(hou)進行(xing)消(xiao)除應(ying)力熱處理，并需注意(yi)以下(xia)焊接(jie)(jie)工藝措(cuo)施：
①. 選擇焊接材料
不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)進(jin)行焊接(jie)，焊口(kou)處金(jin)(jin)屬化(hua)學(xue)成(cheng)分是由(you)填充金(jin)(jin)屬決(jue)定，兩種不同金(jin)(jin)屬具有不同焊接(jie)屬性，從(cong)調整(zheng)焊縫和熔合區(qu)組織(zhi)性能，改變(bian)焊接(jie)接(jie)頭應力(li)分布(bu)狀況，抑制熔和區(qu)中(zhong)碳(tan)(tan)擴(kuo)散等方面進(jin)行研究(jiu)，實現結構使用性能最(zui)終目(mu)標，幫助焊縫金(jin)(jin)屬的(de)成(cheng)分應力(li)接(jie)近(jin)其中(zhong)一種金(jin)(jin)屬成(cheng)分，一般工業中(zhong)都是選擇奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊條(tiao)A307。
②. 焊接接頭坡口
焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)處(chu)會出(chu)現不同大(da)小坡口(kou)，4mm厚度不用(yong)開(kai)坡口(kou)，采取直接(jie)(jie)焊接(jie)(jie)方式進(jin)行(xing)；4～6mm厚度，焊縫處(chu)直接(jie)(jie)進(jin)行(xing)雙面焊接(jie)(jie)，不需要開(kai)坡口(kou)；6mm以上就屬(shu)于大(da)數(shu)值，進(jin)行(xing)開(kai)坡口(kou)就需要確保焊接(jie)(jie)熔(rong)合區的性(xing)能，一般都(dou)是開(kai)V形或者X形坡口(kou)。
③. 焊接操(cao)作方法
采(cai)用手工弧焊方(fang)式。選擇比較小的熱(re)(re)輸(shu)入，小的焊接(jie)電(dian)流，采(cai)取比較快的焊接(jie)速度(du)，電(dian)流和(he)速度(du)要控制在合理(li)范圍，不引起失誤。采(cai)用短弧焊，焊接(jie)時電(dian)弧要偏(pian)向(xiang)碳鋼材料(liao)方(fang)向(xiang)，保障兩側(ce)金屬材料(liao)受熱(re)(re)均(jun)勻一致，確保兩邊受熱(re)(re)一致。
④. 焊后處理和檢驗。
