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(bu)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。
不銹鋼與(yu)碳鋼管道可能存在異種(zhong)鋼焊接的(de)情(qing)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(gang)管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的(de)特殊(shu)伴(ban)熱管為不銹鋼(gang)，而蒸汽分配(pei)站為碳(tan)鋼(gang)，此時(shi)會出現(xian)碳(tan)鋼(gang)與不銹鋼(gang)的(de)連接；
③. 有的設(she)備(bei)為不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，而壓力管道為碳鋼(gang)，此時(shi)會出現碳鋼(gang)與不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的連接；
④. 有(you)的(de)夾套(tao)(tao)管芯管用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、夾套(tao)(tao)用(yong)(yong)碳(tan)鋼(gang)，有(you)的(de)夾套(tao)(tao)芯管用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、夾套(tao)(tao)也(ye)用(yong)(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)、熱媒管用(yong)(yong)碳(tan)鋼(gang)，會出現(xian)碳(tan)鋼(gang)與不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)連接。
一、一般情況碳鋼與(yu)不銹鋼不直接接觸
1. 在(zai)GB50235《工(gong)(gong)業金屬管道工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)規(gui)范》規(gui)定“不(bu)銹鋼(gang)(gang)管道與支架(jia)之(zhi)間應墊入不(bu)銹鋼(gang)(gang)或(huo)氯(lv)離子含量(liang)不(bu)超(chao)過(guo)50x10-6的(de)非(fei)金屬墊片(pian)”，原因是不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)碳鋼(gang)(gang)直(zhi)接接觸會發(fa)生(sheng)電化學腐蝕，在(zai)儲存、運輸、加(jia)工(gong)(gong)和(he)安裝時，一定要嚴格(ge)分開。
2. 不銹(xiu)鋼(gang)的金相(xiang)組(zu)織和表面鈍化(hua)(hua)膜，使得它在(zai)一般情況下(xia)較難與(yu)介質發(fa)生(sheng)化(hua)(hua)學(xue)反(fan)應而被(bei)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，但并不是(shi)在(zai)任何條(tiao)件下(xia)都不能被(bei)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。在(zai)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質和誘因（如劃(hua)傷(shang)、飛濺、割渣(zha)等）存(cun)在(zai)的條(tiao)件下(xia)，不銹(xiu)鋼(gang)也能與(yu)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質發(fa)生(sheng)緩慢(man)的化(hua)(hua)學(xue)和電(dian)化(hua)(hua)學(xue)反(fan)應被(bei)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，而且(qie)在(zai)一定條(tiao)件下(xia)的腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速度相(xiang)當(dang)快而產生(sheng)銹(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)現象，尤其是(shi)點蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和縫(feng)隙腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。不銹(xiu)鋼(gang)件的腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)機理主要(yao)為電(dian)化(hua)(hua)學(xue)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。當(dang)不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)直接接觸會產生(sheng)腐蝕(shi)(shi)(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(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料含(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量的多(duo)少直接關(guan)系到碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料性(xing)(xing)能，隨著(zhu)含(han)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)量增加，鋼(gang)(gang)(gang)的硬度、強度隨之(zhi)提升(sheng)，鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)的塑性(xing)(xing)、可焊性(xing)(xing)能降(jiang)低(di)。同時碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)中錳元(yuan)(yuan)素(su)、硅元(yuan)(yuan)素(su)、鎳元(yuan)(yuan)素(su)、硫(liu)元(yuan)(yuan)素(su)也(ye)對碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)性(xing)(xing)能影響。
電(dian)(dian)偶腐(fu)(fu)蝕，是由兩種(zhong)不(bu)(bu)同(tong)電(dian)(dian)位(wei)金(jin)(jin)屬接觸(chu)，從而引起電(dian)(dian)位(wei)低(di)的金(jin)(jin)屬發生(sheng)腐(fu)(fu)蝕的異種(zhong)金(jin)(jin)屬接觸(chu)腐(fu)(fu)蝕。當(dang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼材料與碳(tan)(tan)鋼材料混合儲存時，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼含(han)有鎳、鉻金(jin)(jin)屬元素而活潑性降低(di)，電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)便高于普通(tong)碳(tan)(tan)鋼為陰(yin)極(ji)(ji)、碳(tan)(tan)鋼為陽(yang)(yang)極(ji)(ji)。在潮(chao)濕(shi)的空氣中(zhong)水汽不(bu)(bu)可(ke)避免地溶入二(er)氧(yang)化碳(tan)(tan)而形成(cheng)酸性的電(dian)(dian)解質(zhi)，從而形成(cheng)電(dian)(dian)偶反應，碳(tan)(tan)素體中(zhong)的鐵元素失去電(dian)(dian)子(zi)，形成(cheng)正(zheng)二(er)價鐵離子(zi)，得到(dao)電(dian)(dian)子(zi)的鐵元素變成(cheng)三氧(yang)化二(er)鐵，電(dian)(dian)流就會(hui)如(ru)此通(tong)過高位(wei)電(dian)(dian)極(ji)(ji)（陽(yang)(yang)極(ji)(ji)）金(jin)(jin)屬流入低(di)位(wei)電(dian)(dian)極(ji)(ji)（陰(yin)極(ji)(ji)），至此金(jin)(jin)屬化學能以電(dian)(dian)能的形式(shi)損失，陰(yin)極(ji)(ji)金(jin)(jin)屬因受到(dao)保護而腐(fu)(fu)蝕減(jian)慢，陽(yang)(yang)極(ji)(ji)以電(dian)(dian)子(zi)損失而更快地腐(fu)(fu)蝕。
當不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)直接接觸時，隨著(zhu)時間的(de)推(tui)移(yi)(yi)，碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)斷(duan)地鈍(dun)化，碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)產物對碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)起到了一定性的(de)保(bao)護(hu)作用(yong)，從而減緩了碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)。但是不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)隨著(zhu)時間的(de)推(tui)移(yi)(yi)，材(cai)料(liao)(liao)表面的(de)鈍(dun)化保(bao)護(hu)膜不(bu)(bu)斷(duan)地損失，且不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)因(yin)為前(qian)期(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)極小，腐(fu)(fu)蝕(shi)產物較(jiao)少，難以(yi)對不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)(liao)起到保(bao)護(hu)作用(yong)，最終是不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)(liao)隨著(zhu)時間的(de)推(tui)移(yi)(yi)其腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)速(su)率(lv)不(bu)(bu)斷(duan)地加(jia)大。綜合上(shang)述，不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)接觸腐(fu)(fu)蝕(shi)為前(qian)期(qi)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)(liao)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)較(jiao)快，但是隨著(zhu)時間的(de)推(tui)移(yi)(yi)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)減低，而不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)率(lv)不(bu)(bu)斷(duan)地加(jia)大。
二(er)、不銹鋼與碳鋼的異種(zhong)鋼焊接(jie)
根據GB 50236《現(xian)場(chang)設備、工(gong)(gong)業(ye)管(guan)道(dao)焊接工(gong)(gong)程(cheng)施工(gong)(gong)規(gui)范(fan)》、SH/T 3526《石油化工(gong)(gong)異種鋼(gang)(gang)焊接規(gui)程(cheng)》等規(gui)范(fan)的(de)要求，進行不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與(yu)碳鋼(gang)(gang)異種鋼(gang)(gang)焊接。但是(shi)，不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與(yu)碳鋼(gang)(gang)的(de)異種鋼(gang)(gang)焊接容易出現(xian)以下問(wen)題。
1. 熔點差異
不銹(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)材料(liao)熔點(dian)不一樣，當焊接過程中，兩種金(jin)(jin)屬熔點(dian)相差較大時，就可能(neng)(neng)(neng)出(chu)現(xian)焊接性(xing)能(neng)(neng)(neng)降低，熔點(dian)較低的(de)金(jin)(jin)屬會(hui)產生(sheng)(sheng)金(jin)(jin)屬流失，還(huan)有(you)可能(neng)(neng)(neng)是蒸發和合(he)金(jin)(jin)元(yuan)素的(de)大量燒損，這樣就會(hui)產生(sheng)(sheng)很多實際操作問題。
2. 熱(re)導率(lv)和比熱(re)容(rong)差異(yi)
金(jin)屬(shu)(shu)的(de)熱(re)導率和比熱(re)容(rong)是影響(xiang)焊(han)接技術(shu)重要因素(su)，對(dui)被焊(han)接材料的(de)熔化和焊(han)縫(feng)的(de)凝(ning)固結晶(jing)造成影響(xiang)。不(bu)(bu)銹鋼(gang)熱(re)導率數值大(da)約是碳鋼(gang)的(de)三(san)分(fen)之(zhi)一，明顯(xian)差(cha)異(yi)很大(da)，這樣(yang)的(de)差(cha)異(yi)就(jiu)會(hui)導致兩種金(jin)屬(shu)(shu)物質熔化時間不(bu)(bu)同步，金(jin)屬(shu)(shu)結合效果也不(bu)(bu)太好，運行過(guo)程(cheng)中就(jiu)會(hui)影響(xiang)焊(han)接過(guo)程(cheng)，最(zui)終(zhong)焊(han)縫(feng)性能不(bu)(bu)良。
3. 線膨脹系數差異
不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和碳鋼(gang)(gang)線膨脹系數是不(bu)(bu)一樣的，這種(zhong)不(bu)(bu)同性能就(jiu)會在焊(han)接(jie)連接(jie)后促(cu)使兩種(zhong)金屬冷卻后產生不(bu)(bu)同反應，焊(han)縫收(shou)縮量不(bu)(bu)同，接(jie)頭處就(jiu)會出現(xian)高應力狀態，促(cu)使焊(han)縫處或者(zhe)熱影響(xiang)區域產生裂紋，甚(shen)至導(dao)致焊(han)縫與(yu)金屬剝離現(xian)象。
4. 電磁性差異
兩種(zhong)金屬的電(dian)磁(ci)性差(cha)異不同，就有可能導致焊(han)(han)接連接時出現不穩定現象，不銹鋼和碳鋼的電(dian)磁(ci)性就存(cun)在很大差(cha)異，容易(yi)造成焊(han)(han)接電(dian)弧偏弧或者(zhe)電(dian)弧燃燒不穩定結(jie)果，這樣就會出現焊(han)(han)縫處變(bian)形(xing)變(bian)壞。
5. 形成脆性化(hua)合物(wu)
金(jin)屬(shu)進(jin)行焊接(jie)后(hou)在(zai)焊縫(feng)(feng)處(chu)形成(cheng)新物(wu)質，成(cheng)為金(jin)屬(shu)間(jian)化(hua)合物(wu)，這些物(wu)質有(you)(you)些物(wu)理屬(shu)性較脆，就(jiu)可能對接(jie)頭處(chu)力學(xue)性能產生(sheng)(sheng)(sheng)較大影響，甚(shen)至(zhi)會降低焊縫(feng)(feng)處(chu)塑性和韌性。有(you)(you)些金(jin)屬(shu)焊接(jie)后(hou)，接(jie)頭處(chu)性能良(liang)好(hao)，但(dan)是容易(yi)生(sheng)(sheng)(sheng)成(cheng)其他(ta)物(wu)質，比如在(zai)熱影響區的晶(jing)界上(shang)形成(cheng)一種貧鉻層(ceng)，這種物(wu)質含有(you)(you)碳化(hua)物(wu)，一旦產生(sheng)(sheng)(sheng)，就(jiu)會導致在(zai)使(shi)用(yong)過程中(zhong)產生(sheng)(sheng)(sheng)晶(jing)間(jian)腐蝕。
三、不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的連接
1. 不(bu)銹鋼與碳鋼管道的法蘭連接
通過上述綜合分(fen)(fen)析，配(pei)管(guan)(guan)設計時(shi)，一般(ban)盡量避(bi)免異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)，當(dang)遇到(dao)工藝參(can)數(shu)改變(bian)，管(guan)(guan)道等(deng)級(ji)變(bian)化(hua)，不(bu)銹鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)道需要(yao)連接(jie)(jie)時(shi)，一般(ban)用(yong)法蘭連接(jie)(jie)分(fen)(fen)界。特別是高溫、高壓(ya)流(liu)體管(guan)(guan)道避(bi)免異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)。
2. 不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的焊(han)接(jie)連接(jie)與工藝措(cuo)施
當(dang)常(chang)溫、低壓流體管道在(zai)特殊情(qing)況下，必(bi)須采用不銹(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)直接(jie)焊(han)接(jie)時，需(xu)注(zhu)意(yi)焊(han)接(jie)完(wan)成(cheng)后(hou)最后(hou)進行消除應力(li)熱(re)處理(li)，并需(xu)注(zhu)意(yi)以下焊(han)接(jie)工(gong)藝措(cuo)施：
①. 選擇焊接材料
不(bu)(bu)銹鋼和(he)(he)碳鋼進(jin)行焊(han)接(jie)，焊(han)口處金(jin)屬(shu)(shu)(shu)化(hua)學成分是由填充金(jin)屬(shu)(shu)(shu)決定，兩種(zhong)不(bu)(bu)同金(jin)屬(shu)(shu)(shu)具有(you)不(bu)(bu)同焊(han)接(jie)屬(shu)(shu)(shu)性，從調(diao)整焊(han)縫和(he)(he)熔合區組(zu)織性能，改(gai)變焊(han)接(jie)接(jie)頭應(ying)力分布(bu)狀況，抑(yi)制熔和(he)(he)區中碳擴散(san)等(deng)方面進(jin)行研究，實現(xian)結(jie)構使用性能最終目標(biao)，幫(bang)助(zhu)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的成分應(ying)力接(jie)近(jin)其中一(yi)種(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)成分，一(yi)般工(gong)業(ye)中都是選擇奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼焊(han)條A307。
②. 焊(han)接接頭坡口
焊接接頭(tou)處會出現不同大小坡(po)口(kou)，4mm厚度不用(yong)開(kai)坡(po)口(kou)，采取直接焊接方式進行(xing)(xing)；4～6mm厚度，焊縫處直接進行(xing)(xing)雙面焊接，不需要(yao)開(kai)坡(po)口(kou)；6mm以上就屬于大數值，進行(xing)(xing)開(kai)坡(po)口(kou)就需要(yao)確保焊接熔合區的性能(neng)，一般都(dou)是開(kai)V形(xing)或者X形(xing)坡(po)口(kou)。
③. 焊接操作方法
采(cai)用手工弧(hu)焊方式。選擇比較(jiao)小(xiao)的熱(re)輸入，小(xiao)的焊接電(dian)流，采(cai)取比較(jiao)快的焊接速(su)度，電(dian)流和速(su)度要(yao)控(kong)制在(zai)合理范圍，不(bu)引(yin)起失誤。采(cai)用短弧(hu)焊，焊接時電(dian)弧(hu)要(yao)偏向(xiang)碳鋼材料(liao)方向(xiang)，保障(zhang)兩(liang)側金(jin)屬材料(liao)受熱(re)均勻一致，確(que)保兩(liang)邊受熱(re)一致。
④. 焊后(hou)處理和檢驗。
