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鋼(gang)、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)(da)多數焊(han)(han)(han)接方(fang)(fang)法(fa)可(ke)用于異種(zhong)金屬,如熔焊(han)(han)(han)、壓(ya)焊(han)(han)(han)、釬(han)焊(han)(han)(han)和(he)擴散焊(han)(han)(han)。熔焊(han)(han)(han)是(shi)其中應用較多的也(ye)是(shi)本題要介紹的。手工(gong)電(dian)弧焊(han)(han)(han)和(he)氣體(ti)保護焊(han)(han)(han)是(shi)熔焊(han)(han)(han)中應用最(zui)廣、使用最(zui)為方(fang)(fang)便的兩種(zhong)方(fang)(fang)法(fa),焊(han)(han)(han)接材料多,便于選擇,適應性強(qiang)。若有(you)異種(zhong)金屬的大(da)(da)構件(jian)或(huo)批量生產時,可(ke)采用機械(xie)化的氣體(ti)保護自動焊(han)(han)(han)或(huo)埋弧焊(han)(han)(han)。


 由(you)于(yu)(yu)異(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)化(hua)學成分、金(jin)相(xiang)組織(zhi)、物理性能(neng)及力(li)學性能(neng)都(dou)有差別,有的(de)(de)(de)差別還很大(da)。所以,焊(han)接異(yi)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)通常要(yao)比焊(han)接同(tong)種(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)困難(nan)得多,如兩種(zhong)(zhong)被(bei)焊(han)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)熱(re)膨脹系數相(xiang)差較大(da)時,在焊(han)接過程(cheng)中會(hui)產(chan)生很大(da)的(de)(de)(de)熱(re)應力(li),且這(zhe)種(zhong)(zhong)熱(re)應力(li)是不能(neng)通過焊(han)后熱(re)處理來消(xiao)除的(de)(de)(de)。另外(wai),由(you)于(yu)(yu)兩種(zhong)(zhong)被(bei)焊(han)材料不同(tong),其焊(han)接工(gong)藝要(yao)求也不同(tong),等等。


 正(zheng)確選擇焊(han)接材(cai)料(liao)是異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)屬焊(han)接的(de)關鍵(jian)。接頭(tou)質量和(he)性(xing)(xing)能與焊(han)接材(cai)料(liao)關系十分(fen)密切(qie),由于有(you)(you)合金(jin)元素的(de)被稀釋溶(rong)解和(he)碳(tan)遷移等因素的(de)影響,在異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)屬接頭(tou)的(de)焊(han)縫和(he)熔(rong)合區(qu)存(cun)在一個(ge)過渡區(qu),這區(qu)域不但化學(xue)成分(fen)和(he)金(jin)相組織不均(jun)勻,而且物理性(xing)(xing)能也不同(tong),力學(xue)性(xing)(xing)能也有(you)(you)很大的(de)差異(yi),這可能引起接頭(tou)缺陷或嚴(yan)重降低性(xing)(xing)能。所以(yi)(yi),必須(xu)按照(zhao)母(mu)材(cai)的(de)化學(xue)成分(fen)、性(xing)(xing)能、接頭(tou)形式和(he)使用要求,正(zheng)確地選擇焊(han)接材(cai)料(liao)。一般選擇異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)金(jin)屬(這里是指本(ben)題(ti)涉及的(de)不銹(xiu)鋼(gang)、耐熱鋼(gang)、鎳基及鐵鎳基合金(jin)之(zhi)間的(de)異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)焊(han)接和(he)它們與珠光體(ti)鋼(gang)異(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)焊(han)接)有(you)(you)以(yi)(yi)下基本(ben)原則。


1. 保(bao)證焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)使用(yong)性(xing)(xing)能。即保(bao)證焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬過渡區、熱(re)(re)(re)影響(xiang)區等接(jie)(jie)(jie)頭區域具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)能和綜合性(xing)(xing)能,以滿(man)足使用(yong)要(yao)求。如(ru)低(di)(di)合金(jin)(jin)耐熱(re)(re)(re)鋼(gang)與1Cr18Ni9Ti焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),在(zai)(zai)許多(duo)情(qing)況下,采用(yong)309型奧氏體不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao),可以滿(man)足要(yao)求。當設計要(yao)求接(jie)(jie)(jie)頭有(you)良(liang)好的(de)(de)冷(leng)熱(re)(re)(re)疲(pi)勞性(xing)(xing)能時,若(ruo)還采用(yong)309型奧氏體不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao),雖然能形成完整的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭,但由于奧氏體焊(han)(han)縫與低(di)(di)合金(jin)(jin)耐熱(re)(re)(re)鋼(gang)熱(re)(re)(re)膨脹系(xi)數差(cha)別較大(da),在(zai)(zai)熔(rong)合區兩側(ce)(ce)產生很大(da)的(de)(de)熱(re)(re)(re)應力(li),隨著(zhu)冷(leng)熱(re)(re)(re)的(de)(de)變化(hua),熱(re)(re)(re)應力(li)也不(bu)斷交替變化(hua),加之(zhi)低(di)(di)合金(jin)(jin)鋼(gang)一側(ce)(ce)的(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)較低(di)(di),這就降(jiang)低(di)(di)了接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)冷(leng)熱(re)(re)(re)疲(pi)勞性(xing)(xing)能。若(ruo)選用(yong)鎳(nie)基合金(jin)(jin)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao),可以大(da)大(da)提高其接(jie)(jie)(jie)頭冷(leng)熱(re)(re)(re)疲(pi)勞性(xing)(xing)能。這主(zhu)要(yao)是(shi)由于鎳(nie)基合金(jin)(jin)的(de)(de)熱(re)(re)(re)膨脹系(xi)數介于兩種(zhong)被焊(han)(han)材(cai)料(liao)(liao)之(zhi)間(jian),且(qie)更接(jie)(jie)(jie)近低(di)(di)合金(jin)(jin)鋼(gang),這樣(yang)把熱(re)(re)(re)應力(li)進行分散,而且(qie)塑(su)性(xing)(xing)較差(cha)的(de)(de)低(di)(di)合金(jin)(jin)鋼(gang)一側(ce)(ce)的(de)(de)應力(li)相對較小。另(ling)外,鎳(nie)基合金(jin)(jin)能有(you)效(xiao)地(di)阻止碳的(de)(de)遷移,降(jiang)低(di)(di)了過渡層的(de)(de)危害。


2. 保證(zheng)焊(han)接接頭具有良好的工藝性能,即在接頭區域不能出(chu)現(xian)熱裂紋和冷裂紋。


3. 保證焊縫金屬(shu)具(ju)有一定的致密性,不得有超標的焊接(jie)缺陷。


4. 保證(zheng)焊(han)縫金(jin)屬具有所要求的綜合性(xing)能,如耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)、熱(re)強(qiang)性(xing)、抗(kang)氧化性(xing)等。


5. 在焊(han)(han)接(jie)工藝(如焊(han)(han)前預熱(re)或焊(han)(han)后熱(re)處理)受到限制時,要注意選擇鎳基(ji)合(he)金(jin)或奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)接(jie)材料,以提高焊(han)(han)縫金(jin)屬的塑性及(ji)韌性。


6. 異種材料(liao)(liao)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi),焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)(liao)的選(xuan)擇通常是(shi)就高不(bu)(bu)就低。如低合(he)(he)金鋼(gang)與(yu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi),選(xuan)用(yong)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)(liao);低合(he)(he)金鋼(gang)與(yu)鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金焊(han)接(jie)(jie)、或不(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金焊(han)接(jie)(jie)時(shi)(shi),選(xuan)用(yong)鎳(nie)基(ji)合(he)(he)金焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)(liao)。


異種材(cai)料焊接和焊接材(cai)料的(de)(de)選(xuan)擇都要(yao)(yao)基于實驗(yan),必須滿足使用要(yao)(yao)求(qiu),不(bu)要(yao)(yao)隨便輕信某些資料或者結論。要(yao)(yao)以(yi)試(shi)驗(yan)數據為準,進行必要(yao)(yao)的(de)(de)工藝(yi)試(shi)驗(yan)和性能測試(shi)。