若成分不(bu)同(tong),及其(qi)性能(neng)也(ye)不(bu)同(tong)的(de)(de)材(cai)料焊(han)接在(zai)一起,其(qi)接頭(tou)的(de)(de)性能(neng)不(bu)僅決定于(yu)(yu)(yu)其(qi)中最弱者,而(er)(er)且往往由于(yu)(yu)(yu)兩者的(de)(de)不(bu)同(tong)或不(bu)均勻(yun)而(er)(er)出現(xian)新(xin)的(de)(de)矛盾。例如,由于(yu)(yu)(yu)構成腐(fu)蝕電池(chi),異(yi)種(zhong)金屬焊(han)接接頭(tou)的(de)(de)耐腐(fu)蝕壽命(ming),可能(neng)比其(qi)中任一材(cai)料的(de)(de)腐(fu)蝕壽命(ming)都大大縮短;強度、塑性、彈性模量差(cha)異(yi)也(ye)可導(dao)(dao)致應(ying)力(li)應(ying)變集中,因而(er)(er)提前(qian)發生斷裂;此外諸如熱(re)膨脹系數、熱(re)導(dao)(dao)率等(deng)的(de)(de)差(cha)異(yi)也(ye)會導(dao)(dao)致熱(re)應(ying)力(li)應(ying)變和(he)(he)熱(re)疲勞損傷等(deng),因此異(yi)種(zhong)材(cai)料焊(han)接接頭(tou)的(de)(de)成分不(bu)均勻(yun)性和(he)(he)性能(neng)的(de)(de)不(bu)均勻(yun)性,應(ying)當受到特別關注。
通常,被焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)兩種(zhong)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)差異越(yue)大(da),則(ze)(ze)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)與焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)兩側(ce)或(huo)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)一(yi)側(ce)母(mu)材(cai)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)差異也越(yue)大(da)。焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)同(tong)母(mu)材(cai)金(jin)(jin)屬(shu)之間(jian)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)異種(zhong)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)連接副中,一(yi)側(ce)是固態(tai)的(de)(de)(de)(de)A(或(huo)B)母(mu)材(cai)金(jin)(jin)屬(shu),一(yi)側(ce)是D成(cheng)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)液(ye)態(tai)焊(han)(han)接熔池。高(gao)溫下,A(或(huo)B)、D之間(jian)會發生元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(包括某(mou)些情況下的(de)(de)(de)(de)上(shang)升擴(kuo)散),由D進入A(或(huo)B)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素濃度(du)在固相(xiang)表(biao)面最(zui)高(gao),向內(nei)逐漸(jian)降低,如(ru)圖(tu)5-2所示。由A(或(huo)B)擴(kuo)散進入D的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素則(ze)(ze)由于液(ye)體的(de)(de)(de)(de)流動(dong)而均勻化,并不影響(xiang)該局(ju)部的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)分(fen)(fen)。焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)一(yi)側(ce)圖(tu)5-2 液(ye)態(tai)焊(han)(han)接熔池合(he)金(jin)(jin)(或(huo)兩側(ce))的(de)(de)(de)(de)不均勻性決(jue)定于A(或(huo)B)和(he)D的(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)(fen)和(he)各(ge)元(yuan)(yuan)素擴(kuo)散示意圖(tu)組成(cheng)元(yuan)(yuan)素的(de)(de)(de)(de)本性,這(zhe)是不可避免的(de)(de)(de)(de);但其擴(kuo)散的(de)(de)(de)(de)深度(du)和(he)最(zui)終(zhong)的(de)(de)(de)(de)濃度(du)梯度(du),則(ze)(ze)受(shou)到溫度(du)的(de)(de)(de)(de)高(gao)低和(he)高(gao)溫下停(ting)留時間(jian)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。這(zhe)是焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)一(yi)側(ce)(或(huo)兩側(ce))的(de)(de)(de)(de)固相(xiang)形成(cheng)成(cheng)分(fen)(fen)不均勻性的(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)來源。

熔合(he)(he)區的(de)(de)另一種成分不(bu)(bu)均(jun)勻性(xing)(xing),產生于焊(han)接過程中(zhong)的(de)(de)液相熔池金屬一側的(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻攪(jiao)拌區。熔池的(de)(de)邊(bian)緣(yuan)層(ceng)母(mu)(mu)材金屬份額(e)較高且未被攪(jiao)拌均(jun)勻,其(qi)原因(yin)是(shi)熔池邊(bian)緣(yuan)的(de)(de)溫度較其(qi)平(ping)均(jun)溫度低,距電(dian)弧電(dian)流(liu)中(zhong)心較遠,電(dian)磁攪(jiao)拌也(ye)較弱(ruo),金屬的(de)(de)流(liu)動性(xing)(xing)較差,被熔化(hua)下來的(de)(de)母(mu)(mu)材金屬處于液態的(de)(de)時(shi)間較短,有(you)的(de)(de)可以看到成塊的(de)(de)母(mu)(mu)材金屬以島(dao)嶼或半島(dao)狀貼近于焊(han)縫(feng)邊(bian)緣(yuan)。這(zhe)種成分不(bu)(bu)均(jun)勻性(xing)(xing)的(de)(de)程度與(yu)焊(han)接參數有(you)關,特別與(yu)施(shi)焊(han)過程中(zhong)均(jun)勻性(xing)(xing)和穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)關系更大。在高度自動化(hua)的(de)(de)焊(han)接條件下,焊(han)縫(feng)不(bu)(bu)均(jun)勻混合(he)(he)區的(de)(de)不(bu)(bu)均(jun)勻程度可以得(de)到控(kong)制;而(er)手(shou)工(gong)電(dian)弧焊(han)時(shi),很難達到施(shi)焊(han)過程焊(han)接參數的(de)(de)均(jun)勻性(xing)(xing)和穩(wen)(wen)定性(xing)(xing)。除了操作影(ying)響(xiang)外,也(ye)與(yu)人的(de)(de)身體和精(jing)神狀態有(you)密切聯系。

