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。
不銹鋼與碳鋼管(guan)道可能存在異種鋼焊接(jie)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. 有的特殊伴(ban)熱管為不銹鋼(gang)(gang)，而蒸汽分配站(zhan)為碳(tan)鋼(gang)(gang)，此時會出(chu)現(xian)碳(tan)鋼(gang)(gang)與不銹鋼(gang)(gang)的連接；
③. 有的(de)設備為不(bu)銹(xiu)鋼，而(er)壓力管道(dao)為碳鋼，此(ci)時會出現碳鋼與不(bu)銹(xiu)鋼的(de)連接；
④. 有(you)的(de)夾(jia)套管芯管用不銹(xiu)鋼、夾(jia)套用碳鋼，有(you)的(de)夾(jia)套芯管用不銹(xiu)鋼、夾(jia)套也用不銹(xiu)鋼、熱媒管用碳鋼，會出(chu)現碳鋼與(yu)不銹(xiu)鋼的(de)連接。
一(yi)、一(yi)般情(qing)況碳鋼與不(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)直接接觸
1. 在GB50235《工(gong)業金(jin)屬管(guan)道(dao)工(gong)程(cheng)施工(gong)規范(fan)》規定“不銹鋼管(guan)道(dao)與(yu)支(zhi)架之間(jian)應墊入不銹鋼或氯離子含量不超過(guo)50x10-6的非(fei)金(jin)屬墊片”，原因是不銹鋼和碳(tan)鋼直接接觸會發生電化學腐蝕，在儲(chu)存(cun)、運(yun)輸、加工(gong)和安裝(zhuang)時，一定要嚴(yan)格分開(kai)。
2. 不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼的金相組織(zhi)和表面(mian)鈍化(hua)膜，使得它在(zai)(zai)一般情況(kuang)下較難與(yu)介質發生(sheng)化(hua)學(xue)反應而(er)被(bei)腐(fu)蝕(shi)，但并不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)在(zai)(zai)任何條件下都不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能被(bei)腐(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)腐(fu)蝕(shi)介質和誘因（如劃傷(shang)、飛濺、割渣等(deng)）存在(zai)(zai)的條件下，不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼也(ye)能與(yu)腐(fu)蝕(shi)介質發生(sheng)緩慢的化(hua)學(xue)和電化(hua)學(xue)反應被(bei)腐(fu)蝕(shi)，而(er)且在(zai)(zai)一定(ding)條件下的腐(fu)蝕(shi)速度相當快而(er)產生(sheng)銹蝕(shi)現象，尤其是(shi)點蝕(shi)和縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)。不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼件的腐(fu)蝕(shi)機理主(zhu)要(yao)為電化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)。當不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼與(yu)碳鋼直接(jie)接(jie)觸會(hui)產生(sheng)腐(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(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)含碳(tan)(tan)(tan)(tan)量的(de)多少(shao)直接關系(xi)到碳(tan)(tan)(tan)(tan)素鋼(gang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)性(xing)能，隨(sui)著含碳(tan)(tan)(tan)(tan)量增加，鋼(gang)的(de)硬度、強度隨(sui)之提升(sheng)，鋼(gang)材(cai)(cai)的(de)塑(su)性(xing)、可焊性(xing)能降低。同時碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)中錳元(yuan)(yuan)(yuan)素、硅元(yuan)(yuan)(yuan)素、鎳元(yuan)(yuan)(yuan)素、硫元(yuan)(yuan)(yuan)素也對碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)材(cai)(cai)性(xing)能影響。
電(dian)(dian)偶(ou)腐蝕(shi)，是由兩種不同電(dian)(dian)位金(jin)(jin)(jin)屬(shu)接觸(chu)，從而(er)引起(qi)電(dian)(dian)位低(di)(di)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)發(fa)生腐蝕(shi)的(de)異種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)接觸(chu)腐蝕(shi)。當不銹(xiu)鋼材料與碳鋼材料混(hun)合儲存時，不銹(xiu)鋼含有鎳、鉻金(jin)(jin)(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)而(er)活潑性(xing)降低(di)(di)，電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位便高(gao)于(yu)普通碳鋼為陰極(ji)(ji)、碳鋼為陽極(ji)(ji)。在潮(chao)濕的(de)空(kong)氣中水汽不可避免地溶入二(er)氧化(hua)碳而(er)形成(cheng)酸性(xing)的(de)電(dian)(dian)解質，從而(er)形成(cheng)電(dian)(dian)偶(ou)反(fan)應，碳素(su)(su)體中的(de)鐵(tie)(tie)元(yuan)(yuan)素(su)(su)失去(qu)電(dian)(dian)子(zi)，形成(cheng)正二(er)價鐵(tie)(tie)離子(zi)，得到(dao)電(dian)(dian)子(zi)的(de)鐵(tie)(tie)元(yuan)(yuan)素(su)(su)變成(cheng)三氧化(hua)二(er)鐵(tie)(tie)，電(dian)(dian)流(liu)就會如此通過高(gao)位電(dian)(dian)極(ji)(ji)（陽極(ji)(ji)）金(jin)(jin)(jin)屬(shu)流(liu)入低(di)(di)位電(dian)(dian)極(ji)(ji)（陰極(ji)(ji)），至此金(jin)(jin)(jin)屬(shu)化(hua)學能(neng)以電(dian)(dian)能(neng)的(de)形式損失，陰極(ji)(ji)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)因(yin)受(shou)到(dao)保護而(er)腐蝕(shi)減(jian)慢，陽極(ji)(ji)以電(dian)(dian)子(zi)損失而(er)更快地腐蝕(shi)。
當不(bu)銹鋼(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)直(zhi)接(jie)接(jie)觸時(shi)，隨著(zhu)時(shi)間(jian)的(de)(de)推移，碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)不(bu)斷(duan)地鈍化，碳(tan)鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)產物(wu)對碳(tan)鋼(gang)(gang)起(qi)到(dao)了一定性(xing)的(de)(de)保(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)，從而(er)減緩了碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)。但(dan)是(shi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)隨著(zhu)時(shi)間(jian)的(de)(de)推移，材(cai)料(liao)表面的(de)(de)鈍化保(bao)護(hu)膜不(bu)斷(duan)地損失(shi)，且不(bu)銹鋼(gang)(gang)因為前期腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)極小(xiao)，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物(wu)較少(shao)，難以對不(bu)銹鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)起(qi)到(dao)保(bao)護(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)，最終是(shi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)隨著(zhu)時(shi)間(jian)的(de)(de)推移其腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)速(su)(su)率(lv)不(bu)斷(duan)地加大(da)。綜合上述(shu)，不(bu)銹鋼(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)接(jie)觸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)為前期碳(tan)鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)較快，但(dan)是(shi)隨著(zhu)時(shi)間(jian)的(de)(de)推移碳(tan)鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)減低(di)，而(er)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)(su)率(lv)不(bu)斷(duan)地加大(da)。
二、不銹鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)的異種鋼(gang)焊(han)接
根據GB 50236《現場設備、工(gong)業管道焊接(jie)(jie)工(gong)程施(shi)工(gong)規(gui)范》、SH/T 3526《石油化工(gong)異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)規(gui)程》等(deng)規(gui)范的(de)要求，進(jin)行不銹鋼(gang)(gang)與(yu)(yu)碳鋼(gang)(gang)異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)。但是，不銹鋼(gang)(gang)與(yu)(yu)碳鋼(gang)(gang)的(de)異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)容易出現以下問題。
1. 熔點差異(yi)
不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)材料熔(rong)(rong)點(dian)不一樣(yang)(yang)，當焊(han)接過程(cheng)中，兩種金屬(shu)熔(rong)(rong)點(dian)相差(cha)較大時，就可(ke)能出現焊(han)接性能降低，熔(rong)(rong)點(dian)較低的金屬(shu)會產生金屬(shu)流失，還有(you)可(ke)能是蒸發和合金元(yuan)素的大量燒損，這樣(yang)(yang)就會產生很多(duo)實際(ji)操作問題。
2. 熱導率和比熱容差異
金(jin)屬的(de)熱(re)導率和(he)比熱(re)容是影(ying)響焊(han)接(jie)(jie)技術重要因(yin)素，對被焊(han)接(jie)(jie)材料的(de)熔化(hua)和(he)焊(han)縫(feng)的(de)凝固結(jie)晶造(zao)成(cheng)影(ying)響。不(bu)銹鋼熱(re)導率數值大約是碳鋼的(de)三分之一，明顯差異很大，這樣的(de)差異就(jiu)會導致(zhi)兩(liang)種金(jin)屬物質熔化(hua)時間(jian)不(bu)同步，金(jin)屬結(jie)合效果也不(bu)太好，運(yun)行過程中就(jiu)會影(ying)響焊(han)接(jie)(jie)過程，最(zui)終焊(han)縫(feng)性能(neng)不(bu)良。
3. 線膨脹(zhang)系(xi)數差異(yi)
不銹(xiu)鋼和碳鋼線膨(peng)脹系數是(shi)不一樣的，這種不同性能就(jiu)會(hui)在焊(han)接連接后(hou)促(cu)使(shi)兩種金(jin)屬(shu)冷卻后(hou)產(chan)生不同反應，焊(han)縫收縮量(liang)不同，接頭處就(jiu)會(hui)出現高應力狀(zhuang)態，促(cu)使(shi)焊(han)縫處或者熱(re)影響區域產(chan)生裂紋，甚至導(dao)致焊(han)縫與金(jin)屬(shu)剝離現象。
4. 電磁性差異
兩種金屬的電磁(ci)性差異(yi)不(bu)同，就有可能(neng)導致焊接連(lian)接時(shi)出現不(bu)穩(wen)定(ding)現象，不(bu)銹鋼和碳鋼的電磁(ci)性就存在很大(da)差異(yi)，容易造成焊接電弧(hu)(hu)(hu)偏(pian)弧(hu)(hu)(hu)或者電弧(hu)(hu)(hu)燃燒不(bu)穩(wen)定(ding)結果，這樣就會(hui)出現焊縫(feng)處變形(xing)變壞。
5. 形成脆性(xing)化合物
金(jin)屬進行(xing)焊(han)接后在焊(han)縫處(chu)形(xing)成(cheng)新物(wu)(wu)質，成(cheng)為金(jin)屬間化合物(wu)(wu)，這些物(wu)(wu)質有些物(wu)(wu)理屬性(xing)較脆，就(jiu)可能(neng)(neng)對接頭(tou)處(chu)力學性(xing)能(neng)(neng)產(chan)生(sheng)較大影響(xiang)(xiang)，甚至(zhi)會降(jiang)低焊(han)縫處(chu)塑性(xing)和韌(ren)性(xing)。有些金(jin)屬焊(han)接后，接頭(tou)處(chu)性(xing)能(neng)(neng)良好，但是容(rong)易生(sheng)成(cheng)其他物(wu)(wu)質，比如在熱影響(xiang)(xiang)區的(de)晶界上形(xing)成(cheng)一種(zhong)貧鉻(ge)層，這種(zhong)物(wu)(wu)質含有碳化物(wu)(wu)，一旦產(chan)生(sheng)，就(jiu)會導致在使用過程中產(chan)生(sheng)晶間腐(fu)蝕。
三、不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的連(lian)接(jie)
1. 不銹(xiu)鋼與碳鋼管(guan)道的法蘭連接
通過(guo)上(shang)述綜(zong)合(he)分(fen)析，配(pei)管(guan)(guan)設計時，一(yi)般盡量避免異種(zhong)鋼(gang)焊接(jie)，當遇到工藝參數改變，管(guan)(guan)道等級變化，不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管(guan)(guan)道需要連(lian)(lian)接(jie)時，一(yi)般用法蘭連(lian)(lian)接(jie)分(fen)界。特別是高(gao)溫(wen)、高(gao)壓流體管(guan)(guan)道避免異種(zhong)鋼(gang)焊接(jie)。
2. 不銹(xiu)鋼與碳鋼的焊接連接與工藝措施(shi)
當常溫、低(di)壓流(liu)體管(guan)道在特殊情況下，必須采用不銹鋼和(he)碳鋼直接(jie)焊接(jie)時(shi)，需(xu)注(zhu)(zhu)意(yi)焊接(jie)完成后最(zui)后進行消除(chu)應力(li)熱處理(li)，并需(xu)注(zhu)(zhu)意(yi)以下焊接(jie)工藝措(cuo)施：
①. 選擇焊接材料(liao)
不(bu)銹鋼和碳鋼進(jin)行焊(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)口處金(jin)屬(shu)(shu)(shu)化學成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)是(shi)由(you)填充金(jin)屬(shu)(shu)(shu)決定，兩種(zhong)(zhong)不(bu)同金(jin)屬(shu)(shu)(shu)具有(you)不(bu)同焊(han)(han)接(jie)屬(shu)(shu)(shu)性(xing)(xing)，從調整焊(han)(han)縫(feng)(feng)和熔合區組(zu)織性(xing)(xing)能(neng)，改(gai)變焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)應(ying)力(li)分(fen)(fen)布狀況，抑制熔和區中(zhong)(zhong)碳擴散等方面進(jin)行研(yan)究，實現(xian)結構使用性(xing)(xing)能(neng)最終(zhong)目標，幫(bang)助焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)應(ying)力(li)接(jie)近其(qi)中(zhong)(zhong)一(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)，一(yi)般(ban)工(gong)業中(zhong)(zhong)都是(shi)選(xuan)擇奧氏體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)條A307。
②. 焊接接頭坡口
焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)處會出(chu)現不(bu)同大(da)小坡口(kou)，4mm厚度不(bu)用開坡口(kou)，采取直(zhi)(zhi)接(jie)焊(han)(han)接(jie)方式(shi)進行(xing)；4～6mm厚度，焊(han)(han)縫處直(zhi)(zhi)接(jie)進行(xing)雙(shuang)面焊(han)(han)接(jie)，不(bu)需要(yao)開坡口(kou)；6mm以上就屬于(yu)大(da)數值，進行(xing)開坡口(kou)就需要(yao)確(que)保焊(han)(han)接(jie)熔合區的性能，一般都是開V形或(huo)者X形坡口(kou)。
③. 焊接操(cao)作(zuo)方法
采(cai)用手工(gong)弧(hu)焊方式。選擇比較小的熱(re)輸入(ru)，小的焊接電流，采(cai)取比較快的焊接速度，電流和速度要控制在合(he)理范圍，不(bu)引起失誤。采(cai)用短弧(hu)焊，焊接時電弧(hu)要偏向(xiang)(xiang)碳鋼材(cai)(cai)料方向(xiang)(xiang)，保障兩(liang)側金屬材(cai)(cai)料受(shou)熱(re)均勻一(yi)致，確保兩(liang)邊受(shou)熱(re)一(yi)致。
④. 焊(han)后處理和檢驗。
