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。本書主要討論不銹鋼耐熱(re)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(da)多數焊(han)(han)接方(fang)法可(ke)用(yong)(yong)于(yu)異(yi)種金(jin)屬,如(ru)熔焊(han)(han)、壓焊(han)(han)、釬焊(han)(han)和(he)擴散(san)焊(han)(han)。熔焊(han)(han)是(shi)其中應(ying)用(yong)(yong)較(jiao)多的也是(shi)本題(ti)要介紹的。手工(gong)電弧焊(han)(han)和(he)氣體保護焊(han)(han)是(shi)熔焊(han)(han)中應(ying)用(yong)(yong)最(zui)廣、使用(yong)(yong)最(zui)為方(fang)便的兩種方(fang)法,焊(han)(han)接材料多,便于(yu)選擇,適(shi)應(ying)性強。若有異(yi)種金(jin)屬的大(da)構(gou)件或批量(liang)生產時,可(ke)采用(yong)(yong)機械化的氣體保護自(zi)動(dong)焊(han)(han)或埋弧焊(han)(han)。


 由于異種(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)化學成分(fen)、金(jin)相組織、物理性能及力學性能都有差(cha)別,有的(de)差(cha)別還很大(da)(da)。所以,焊(han)(han)接(jie)(jie)異種(zhong)金(jin)屬(shu)通(tong)常要比焊(han)(han)接(jie)(jie)同種(zhong)金(jin)屬(shu)困難得多,如(ru)兩(liang)種(zhong)被(bei)焊(han)(han)金(jin)屬(shu)的(de)熱(re)膨脹(zhang)系數相差(cha)較大(da)(da)時,在焊(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)(guo)程(cheng)中會產(chan)生很大(da)(da)的(de)熱(re)應力,且這種(zhong)熱(re)應力是不能通(tong)過(guo)(guo)焊(han)(han)后熱(re)處理來消除(chu)的(de)。另外,由于兩(liang)種(zhong)被(bei)焊(han)(han)材料(liao)不同,其焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝要求也(ye)不同,等(deng)等(deng)。


 正確(que)選(xuan)擇(ze)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)是(shi)異(yi)種金(jin)(jin)屬焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵。接(jie)(jie)頭質量和性(xing)能與(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)關(guan)系十分密切(qie),由于有合金(jin)(jin)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)被稀釋溶(rong)解(jie)和碳遷移等因素的(de)(de)(de)(de)影響,在異(yi)種金(jin)(jin)屬接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)縫和熔合區存在一(yi)個過渡區,這(zhe)區域不但化學成分和金(jin)(jin)相組織不均勻(yun),而且(qie)物理性(xing)能也不同(tong),力學性(xing)能也有很(hen)大的(de)(de)(de)(de)差異(yi),這(zhe)可能引起接(jie)(jie)頭缺陷或(huo)嚴重(zhong)降低性(xing)能。所(suo)以,必須(xu)按(an)照母(mu)材的(de)(de)(de)(de)化學成分、性(xing)能、接(jie)(jie)頭形式和使用(yong)要求(qiu),正確(que)地選(xuan)擇(ze)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)。一(yi)般(ban)選(xuan)擇(ze)異(yi)種金(jin)(jin)屬(這(zhe)里是(shi)指本(ben)題涉及的(de)(de)(de)(de)不銹鋼、耐熱鋼、鎳基及鐵(tie)鎳基合金(jin)(jin)之間的(de)(de)(de)(de)異(yi)種材料(liao)焊(han)(han)接(jie)(jie)和它們與(yu)珠光體鋼異(yi)種材料(liao)焊(han)(han)接(jie)(jie))有以下(xia)基本(ben)原(yuan)則(ze)。


1. 保證焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)性(xing)能(neng)(neng)。即保證焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬過渡區、熱(re)影響(xiang)區等接(jie)(jie)(jie)頭區域具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學性(xing)能(neng)(neng)和綜(zong)合(he)(he)性(xing)能(neng)(neng),以(yi)滿(man)足使用(yong)(yong)要(yao)求。如(ru)低合(he)(he)金(jin)耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)(yu)1Cr18Ni9Ti焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),在許多情況(kuang)下,采用(yong)(yong)309型奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料,可以(yi)滿(man)足要(yao)求。當設計要(yao)求接(jie)(jie)(jie)頭有良好的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)疲(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)時,若還(huan)采用(yong)(yong)309型奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料,雖然(ran)能(neng)(neng)形成完(wan)整的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭,但由于奧(ao)氏體焊(han)(han)縫(feng)與(yu)(yu)低合(he)(he)金(jin)耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)差別較(jiao)大(da),在熔合(he)(he)區兩側(ce)產生(sheng)很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)應(ying)力(li)(li),隨著(zhu)冷(leng)熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua),熱(re)應(ying)力(li)(li)也不(bu)斷(duan)交替變化(hua),加之低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一側(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)較(jiao)低,這(zhe)就降低了(le)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)熱(re)疲(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)。若選用(yong)(yong)鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料,可以(yi)大(da)大(da)提高其(qi)接(jie)(jie)(jie)頭冷(leng)熱(re)疲(pi)勞性(xing)能(neng)(neng)。這(zhe)主要(yao)是由于鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)膨(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)介于兩種被焊(han)(han)材料之間,且(qie)(qie)更接(jie)(jie)(jie)近低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),這(zhe)樣把熱(re)應(ying)力(li)(li)進行分散,而且(qie)(qie)塑(su)性(xing)較(jiao)差的(de)(de)(de)(de)(de)低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)一側(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)力(li)(li)相對較(jiao)小。另(ling)外,鎳(nie)基合(he)(he)金(jin)能(neng)(neng)有效(xiao)地(di)阻(zu)止碳的(de)(de)(de)(de)(de)遷移,降低了(le)過渡層的(de)(de)(de)(de)(de)危害。


2. 保證焊接(jie)接(jie)頭具有良好的工(gong)藝(yi)性(xing)能,即在接(jie)頭區域(yu)不能出現熱裂紋(wen)和冷(leng)裂紋(wen)。


3. 保(bao)證焊(han)縫(feng)金屬具(ju)有一定的(de)(de)致(zhi)密性,不得有超(chao)標的(de)(de)焊(han)接缺陷。


4. 保(bao)證(zheng)焊縫金(jin)屬具有所要求的綜(zong)合性能(neng),如耐蝕性、耐熱性、熱強性、抗氧化性等。


5. 在焊(han)接工(gong)藝(如焊(han)前(qian)預熱或焊(han)后熱處理)受到限制時,要(yao)注意選擇鎳(nie)基(ji)合金或奧氏體不銹(xiu)鋼焊(han)接材料(liao),以提高焊(han)縫金屬的塑性及(ji)韌性。


6. 異種材料(liao)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),焊(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)的選(xuan)擇(ze)通常是就高不(bu)就低。如低合(he)金(jin)鋼(gang)與不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),選(xuan)用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)材料(liao);低合(he)金(jin)鋼(gang)與鎳(nie)基合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)、或不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與鎳(nie)基合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi),選(xuan)用(yong)鎳(nie)基合(he)金(jin)焊(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)。


異種材(cai)料(liao)焊(han)接和焊(han)接材(cai)料(liao)的(de)選擇都要(yao)(yao)基于實驗,必須滿足使用要(yao)(yao)求,不(bu)要(yao)(yao)隨便輕信某(mou)些(xie)資料(liao)或者(zhe)結論。要(yao)(yao)以試驗數(shu)據為準(zhun),進行必要(yao)(yao)的(de)工藝試驗和性能(neng)測試。