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(bu)銹鋼(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)管道可(ke)能存(cun)在異種鋼(gang)焊接的(de)情況：
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(guan)，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的(de)特殊伴熱管為不(bu)銹鋼，而蒸汽分配站為碳(tan)鋼，此時會出現碳(tan)鋼與不(bu)銹鋼的(de)連接；
③. 有的設備為不銹鋼，而壓力(li)管道為碳鋼，此時會出現碳鋼與(yu)不銹鋼的連接；
④. 有(you)的夾(jia)套(tao)管芯管用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、夾(jia)套(tao)用碳鋼(gang)(gang)，有(you)的夾(jia)套(tao)芯管用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、夾(jia)套(tao)也用不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、熱(re)媒管用碳鋼(gang)(gang)，會出現碳鋼(gang)(gang)與不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的連接。
一(yi)、一(yi)般情況(kuang)碳鋼(gang)與不銹鋼(gang)不直(zhi)接接觸
1. 在(zai)GB50235《工業金屬管(guan)道工程(cheng)施工規范》規定(ding)“不(bu)(bu)銹鋼管(guan)道與(yu)支(zhi)架之間應墊入不(bu)(bu)銹鋼或(huo)氯離子(zi)含量不(bu)(bu)超過(guo)50x10-6的非金屬墊片”，原(yuan)因是不(bu)(bu)銹鋼和(he)碳鋼直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸會發生電化(hua)學腐蝕，在(zai)儲存、運輸、加工和(he)安裝時(shi)，一定(ding)要嚴格分開(kai)。
2. 不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)金(jin)相(xiang)組織(zhi)和(he)(he)表(biao)面鈍(dun)化膜，使得它在(zai)(zai)一般情況(kuang)下(xia)較難與(yu)介(jie)(jie)質發生(sheng)(sheng)化學(xue)反(fan)應(ying)而(er)被腐(fu)(fu)蝕(shi)，但(dan)并不是在(zai)(zai)任何條件(jian)下(xia)都不能(neng)被腐(fu)(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)(jie)質和(he)(he)誘因（如(ru)劃傷、飛濺(jian)、割渣等）存在(zai)(zai)的(de)條件(jian)下(xia)，不銹(xiu)鋼(gang)(gang)也能(neng)與(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)介(jie)(jie)質發生(sheng)(sheng)緩慢的(de)化學(xue)和(he)(he)電化學(xue)反(fan)應(ying)被腐(fu)(fu)蝕(shi)，而(er)且在(zai)(zai)一定條件(jian)下(xia)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度相(xiang)當(dang)快而(er)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)銹(xiu)蝕(shi)現(xian)象，尤其是點蝕(shi)和(he)(he)縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)件(jian)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)機理主要(yao)為電化學(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)。當(dang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)(gang)直接接觸會產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)腐(fu)(fu)蝕(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)材(cai)(cai)料含(han)碳量(liang)(liang)的(de)多少直(zhi)接關系到碳素(su)(su)鋼(gang)材(cai)(cai)料性能，隨著含(han)碳量(liang)(liang)增加，鋼(gang)的(de)硬度、強度隨之提(ti)升，鋼(gang)材(cai)(cai)的(de)塑性、可(ke)焊(han)性能降低(di)。同時碳鋼(gang)中錳元(yuan)(yuan)素(su)(su)、硅元(yuan)(yuan)素(su)(su)、鎳元(yuan)(yuan)素(su)(su)、硫元(yuan)(yuan)素(su)(su)也對碳鋼(gang)材(cai)(cai)性能影響。
電(dian)(dian)(dian)(dian)偶腐蝕(shi)，是由(you)兩(liang)種不(bu)同電(dian)(dian)(dian)(dian)位金(jin)屬(shu)(shu)接觸(chu)，從而(er)引起電(dian)(dian)(dian)(dian)位低(di)的(de)金(jin)屬(shu)(shu)發生腐蝕(shi)的(de)異(yi)種金(jin)屬(shu)(shu)接觸(chu)腐蝕(shi)。當(dang)不(bu)銹(xiu)鋼材料與碳鋼材料混合儲存時，不(bu)銹(xiu)鋼含有鎳(nie)、鉻金(jin)屬(shu)(shu)元素(su)(su)而(er)活潑性降低(di)，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位便高(gao)于(yu)普通碳鋼為陰(yin)極(ji)(ji)(ji)、碳鋼為陽極(ji)(ji)(ji)。在潮濕的(de)空氣(qi)中(zhong)水汽(qi)不(bu)可避(bi)免(mian)地(di)溶入二氧化(hua)碳而(er)形(xing)成酸(suan)性的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解質(zhi)，從而(er)形(xing)成電(dian)(dian)(dian)(dian)偶反應，碳素(su)(su)體中(zhong)的(de)鐵元素(su)(su)失(shi)去電(dian)(dian)(dian)(dian)子，形(xing)成正二價(jia)鐵離子，得到電(dian)(dian)(dian)(dian)子的(de)鐵元素(su)(su)變成三(san)氧化(hua)二鐵，電(dian)(dian)(dian)(dian)流就會如此通過高(gao)位電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)（陽極(ji)(ji)(ji)）金(jin)屬(shu)(shu)流入低(di)位電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)（陰(yin)極(ji)(ji)(ji)），至此金(jin)屬(shu)(shu)化(hua)學能(neng)(neng)以電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)的(de)形(xing)式損失(shi)，陰(yin)極(ji)(ji)(ji)金(jin)屬(shu)(shu)因受(shou)到保護而(er)腐蝕(shi)減慢，陽極(ji)(ji)(ji)以電(dian)(dian)(dian)(dian)子損失(shi)而(er)更快地(di)腐蝕(shi)。
當不銹(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)(gang)直接(jie)接(jie)觸(chu)時(shi)，隨(sui)著(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)(yi)，碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)不斷(duan)地鈍(dun)化，碳(tan)鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)產(chan)物對碳(tan)鋼(gang)(gang)起到了(le)一定性的(de)(de)(de)(de)保護(hu)(hu)(hu)作用(yong)，從而減緩了(le)碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)。但是不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)隨(sui)著(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)(yi)，材料表面的(de)(de)(de)(de)鈍(dun)化保護(hu)(hu)(hu)膜不斷(duan)地損(sun)失(shi)，且不銹(xiu)鋼(gang)(gang)因為前期(qi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)極小，腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物較少，難以對不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料起到保護(hu)(hu)(hu)作用(yong)，最終(zhong)是不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料隨(sui)著(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)(yi)其腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)速率(lv)不斷(duan)地加(jia)大。綜(zong)合上述(shu)，不銹(xiu)鋼(gang)(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)為前期(qi)碳(tan)鋼(gang)(gang)材料腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)較快，但是隨(sui)著(zhu)(zhu)(zhu)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)推(tui)移(yi)(yi)碳(tan)鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)減低，而不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)不斷(duan)地加(jia)大。
二、不(bu)銹鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)的異種鋼(gang)焊接
根(gen)據(ju)GB 50236《現(xian)場(chang)設備(bei)、工(gong)(gong)業(ye)管(guan)道焊(han)接工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)規(gui)(gui)范》、SH/T 3526《石油(you)化工(gong)(gong)異種(zhong)(zhong)鋼焊(han)接規(gui)(gui)程》等規(gui)(gui)范的要(yao)求，進(jin)行不銹鋼與碳鋼異種(zhong)(zhong)鋼焊(han)接。但是，不銹鋼與碳鋼的異種(zhong)(zhong)鋼焊(han)接容易出現(xian)以下(xia)問題。
1. 熔(rong)點差(cha)異
不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)材料熔(rong)點不一樣，當焊接(jie)過程中，兩種金(jin)屬(shu)熔(rong)點相差較(jiao)大(da)(da)時，就可能出(chu)現焊接(jie)性能降(jiang)低，熔(rong)點較(jiao)低的金(jin)屬(shu)會產生金(jin)屬(shu)流(liu)失，還有可能是(shi)蒸發和合金(jin)元素的大(da)(da)量燒損，這樣就會產生很多(duo)實際操作問題。
2. 熱導率和比熱容(rong)差異(yi)
金屬(shu)的熱導率和(he)比熱容(rong)是(shi)影(ying)響焊接(jie)技術重要因素，對被(bei)焊接(jie)材料(liao)的熔(rong)化(hua)和(he)焊縫的凝固結晶造成(cheng)影(ying)響。不銹鋼(gang)熱導率數值大約(yue)是(shi)碳鋼(gang)的三分之(zhi)一，明顯(xian)差異(yi)很大，這樣(yang)的差異(yi)就(jiu)會導致兩種金屬(shu)物質(zhi)熔(rong)化(hua)時間不同步(bu)，金屬(shu)結合效果也不太好，運行過程(cheng)中就(jiu)會影(ying)響焊接(jie)過程(cheng)，最終焊縫性能(neng)不良。
3. 線膨(peng)脹(zhang)系數差異
不銹鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)線膨脹系數是(shi)不一(yi)樣的，這(zhe)種不同性能就(jiu)會在焊(han)接(jie)連接(jie)后促使(shi)兩種金(jin)屬冷卻后產生(sheng)不同反應(ying)，焊(han)縫收縮量不同，接(jie)頭處就(jiu)會出現高應(ying)力狀態，促使(shi)焊(han)縫處或者熱影響(xiang)區域(yu)產生(sheng)裂紋，甚至導致(zhi)焊(han)縫與(yu)金(jin)屬剝(bo)離現象(xiang)。
4. 電磁性差異
兩種金屬的電(dian)(dian)磁性差異不(bu)同，就有(you)可能導致焊(han)(han)接(jie)連接(jie)時出現(xian)(xian)不(bu)穩(wen)定現(xian)(xian)象，不(bu)銹鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)的電(dian)(dian)磁性就存在很大差異，容易造成焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)弧偏弧或(huo)者電(dian)(dian)弧燃燒不(bu)穩(wen)定結果，這(zhe)樣就會(hui)出現(xian)(xian)焊(han)(han)縫處變(bian)形變(bian)壞(huai)。
5. 形成脆性化(hua)合物(wu)
金屬進行焊(han)(han)接(jie)后在焊(han)(han)縫處(chu)形(xing)成(cheng)(cheng)新物(wu)質(zhi)(zhi)，成(cheng)(cheng)為(wei)金屬間化合物(wu)，這些(xie)物(wu)質(zhi)(zhi)有(you)些(xie)物(wu)理屬性(xing)較(jiao)脆，就可(ke)能(neng)(neng)對接(jie)頭(tou)(tou)處(chu)力(li)學性(xing)能(neng)(neng)產生(sheng)較(jiao)大影響，甚(shen)至會(hui)降(jiang)低(di)焊(han)(han)縫處(chu)塑性(xing)和韌性(xing)。有(you)些(xie)金屬焊(han)(han)接(jie)后，接(jie)頭(tou)(tou)處(chu)性(xing)能(neng)(neng)良(liang)好，但是(shi)容易(yi)生(sheng)成(cheng)(cheng)其(qi)他物(wu)質(zhi)(zhi)，比如(ru)在熱影響區的晶界上形(xing)成(cheng)(cheng)一種(zhong)貧鉻層，這種(zhong)物(wu)質(zhi)(zhi)含有(you)碳化物(wu)，一旦產生(sheng)，就會(hui)導致在使用(yong)過程中產生(sheng)晶間腐(fu)蝕。
三、不(bu)銹鋼與碳(tan)鋼的連接(jie)
1. 不銹(xiu)鋼與碳鋼管道的法蘭(lan)連(lian)接(jie)
通過上述(shu)綜合(he)分析，配管設(she)計時，一般盡量(liang)避免異種鋼(gang)焊接(jie)，當(dang)遇到工藝參(can)數改(gai)變，管道(dao)(dao)等(deng)級(ji)變化，不銹鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)管道(dao)(dao)需(xu)要連(lian)(lian)接(jie)時，一般用法蘭連(lian)(lian)接(jie)分界。特別是高溫(wen)、高壓流體管道(dao)(dao)避免異種鋼(gang)焊接(jie)。
2. 不銹鋼與碳鋼的焊接連接與工(gong)藝措施
當常溫、低(di)壓流體管道(dao)在特殊(shu)情況下，必須采用不銹鋼和碳鋼直接(jie)焊(han)接(jie)時(shi)，需(xu)注意(yi)焊(han)接(jie)完成后最(zui)后進(jin)行消(xiao)除應力熱處理(li)，并需(xu)注意(yi)以下焊(han)接(jie)工藝措施：
①. 選擇(ze)焊(han)接材(cai)料
不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)和(he)碳鋼(gang)(gang)(gang)進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)口處金屬化學成分(fen)是(shi)(shi)由(you)填充金屬決定，兩種不(bu)同(tong)金屬具有不(bu)同(tong)焊(han)(han)(han)接(jie)屬性，從調整焊(han)(han)(han)縫和(he)熔(rong)合區組織(zhi)性能，改變焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭應力分(fen)布(bu)狀況，抑制熔(rong)和(he)區中(zhong)碳擴散等方面進行(xing)研(yan)究(jiu)，實現結(jie)構使用性能最終(zhong)目標，幫助焊(han)(han)(han)縫金屬的成分(fen)應力接(jie)近其中(zhong)一種金屬成分(fen)，一般工業(ye)中(zhong)都是(shi)(shi)選擇奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)(han)條A307。
②. 焊接接頭坡口
焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)處會出現不同大小坡口(kou)(kou)，4mm厚(hou)度不用開坡口(kou)(kou)，采取(qu)直接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)方式進(jin)行；4～6mm厚(hou)度，焊(han)縫處直接(jie)(jie)進(jin)行雙(shuang)面焊(han)接(jie)(jie)，不需要開坡口(kou)(kou)；6mm以上就屬(shu)于大數(shu)值，進(jin)行開坡口(kou)(kou)就需要確保焊(han)接(jie)(jie)熔合區(qu)的性能，一般都(dou)是開V形(xing)或者X形(xing)坡口(kou)(kou)。
③. 焊接操作方(fang)法
采(cai)用手(shou)工弧(hu)焊方式(shi)。選擇比(bi)較(jiao)小的熱輸入，小的焊接電流，采(cai)取比(bi)較(jiao)快的焊接速度，電流和速度要控制在合(he)理范圍，不引(yin)起失(shi)誤(wu)。采(cai)用短弧(hu)焊，焊接時電弧(hu)要偏向碳(tan)鋼材料方向，保障兩側金屬材料受熱均勻一(yi)(yi)致(zhi)，確(que)保兩邊受熱一(yi)(yi)致(zhi)。
④. 焊后處(chu)理(li)和(he)檢驗。
