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(gang)與碳(tan)鋼(gang)管道可能存(cun)在異(yi)種鋼(gang)焊接的(de)情況(kuang)：
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)(de)特殊伴熱(re)管為(wei)不銹鋼，而蒸(zheng)汽分配(pei)站為(wei)碳(tan)鋼，此(ci)時會出現(xian)碳(tan)鋼與不銹鋼的(de)(de)連接；
③. 有的(de)(de)設備為(wei)不銹鋼(gang)，而(er)壓(ya)力管(guan)道為(wei)碳鋼(gang)，此時會出現碳鋼(gang)與不銹鋼(gang)的(de)(de)連接(jie)；
④. 有的夾(jia)套管(guan)(guan)芯管(guan)(guan)用不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)、夾(jia)套用碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)，有的夾(jia)套芯管(guan)(guan)用不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)、夾(jia)套也用不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)、熱媒管(guan)(guan)用碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)，會出(chu)現碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)與不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的連接。
一、一般情況碳(tan)鋼與(yu)不(bu)銹鋼不(bu)直(zhi)接(jie)接(jie)觸
1. 在GB50235《工(gong)業(ye)金屬(shu)管(guan)道工(gong)程施工(gong)規(gui)范》規(gui)定“不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)道與支(zhi)架之間應墊入(ru)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)或氯離子含(han)量不(bu)超過(guo)50x10-6的非金屬(shu)墊片”，原因是(shi)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)和(he)碳鋼(gang)(gang)(gang)直接(jie)接(jie)觸會發生電化學腐蝕，在儲存、運輸(shu)、加工(gong)和(he)安(an)裝時，一定要嚴格(ge)分開。
2. 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的金相(xiang)(xiang)組(zu)織(zhi)和(he)表面鈍化(hua)膜，使得它在一般(ban)情況下(xia)較難與介(jie)質(zhi)發(fa)生(sheng)化(hua)學反應而(er)被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，但并不(bu)是在任(ren)何(he)條(tiao)件下(xia)都不(bu)能被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。在腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)和(he)誘(you)因（如劃傷、飛濺、割(ge)渣等）存(cun)在的條(tiao)件下(xia)，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)也(ye)能與腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)發(fa)生(sheng)緩慢的化(hua)學和(he)電化(hua)學反應被腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，而(er)且在一定條(tiao)件下(xia)的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速度相(xiang)(xiang)當(dang)快而(er)產生(sheng)銹(xiu)(xiu)蝕(shi)(shi)(shi)現象，尤其是點蝕(shi)(shi)(shi)和(he)縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)件的腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)機(ji)理主要為電化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當(dang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與碳(tan)鋼(gang)直(zhi)接接觸會產生(sheng)腐(fu)蝕(shi)(shi)(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)鋼(gang)材料(liao)含碳(tan)量的(de)多(duo)少(shao)直接關系到碳(tan)素(su)(su)(su)(su)鋼(gang)材料(liao)性(xing)能，隨(sui)著含碳(tan)量增加，鋼(gang)的(de)硬度、強(qiang)度隨(sui)之(zhi)提升，鋼(gang)材的(de)塑(su)性(xing)、可焊性(xing)能降低。同時碳(tan)鋼(gang)中錳元素(su)(su)(su)(su)、硅元素(su)(su)(su)(su)、鎳(nie)元素(su)(su)(su)(su)、硫元素(su)(su)(su)(su)也(ye)對碳(tan)鋼(gang)材性(xing)能影響。
電(dian)(dian)(dian)(dian)偶腐(fu)(fu)(fu)蝕，是由(you)兩(liang)種不(bu)同電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)金屬(shu)接觸，從而(er)引起電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)低(di)的(de)金屬(shu)發(fa)生腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)異(yi)種金屬(shu)接觸腐(fu)(fu)(fu)蝕。當不(bu)銹鋼材(cai)料(liao)與碳鋼材(cai)料(liao)混合儲存(cun)時，不(bu)銹鋼含有(you)鎳、鉻金屬(shu)元素(su)而(er)活(huo)潑性降低(di)，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)便高于普通碳鋼為(wei)陰極(ji)、碳鋼為(wei)陽極(ji)。在(zai)潮濕的(de)空氣(qi)中(zhong)(zhong)水汽不(bu)可避免地溶入二氧化碳而(er)形(xing)成(cheng)酸性的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解質，從而(er)形(xing)成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)偶反應，碳素(su)體中(zhong)(zhong)的(de)鐵(tie)(tie)(tie)元素(su)失(shi)去電(dian)(dian)(dian)(dian)子，形(xing)成(cheng)正二價鐵(tie)(tie)(tie)離子，得到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)子的(de)鐵(tie)(tie)(tie)元素(su)變成(cheng)三(san)氧化二鐵(tie)(tie)(tie)，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)就會如此通過(guo)高位(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陽極(ji)）金屬(shu)流(liu)入低(di)位(wei)(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)（陰極(ji)），至(zhi)此金屬(shu)化學能以電(dian)(dian)(dian)(dian)能的(de)形(xing)式損(sun)失(shi)，陰極(ji)金屬(shu)因受到(dao)保(bao)護而(er)腐(fu)(fu)(fu)蝕減慢，陽極(ji)以電(dian)(dian)(dian)(dian)子損(sun)失(shi)而(er)更(geng)快地腐(fu)(fu)(fu)蝕。
當不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)直接(jie)(jie)接(jie)(jie)觸時，隨(sui)著時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移，碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)斷(duan)(duan)(duan)地(di)鈍化，碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)產(chan)物(wu)對碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)起到了一定性的(de)(de)(de)保護(hu)作(zuo)用，從而減緩了碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)(su)(su)率(lv)。但是(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)隨(sui)著時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移，材(cai)料(liao)表面的(de)(de)(de)鈍化保護(hu)膜不(bu)(bu)斷(duan)(duan)(duan)地(di)損失，且不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)因為前期(qi)(qi)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)(su)(su)率(lv)極小(xiao)，腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產(chan)物(wu)較(jiao)少，難以對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)起到保護(hu)作(zuo)用，最終是(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)隨(sui)著時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移其腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)速(su)(su)(su)(su)率(lv)不(bu)(bu)斷(duan)(duan)(duan)地(di)加大。綜合上述，不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)為前期(qi)(qi)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)(su)(su)率(lv)較(jiao)快，但是(shi)隨(sui)著時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)推(tui)移碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)(su)(su)率(lv)減低(di)，而不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)(su)(su)(su)率(lv)不(bu)(bu)斷(duan)(duan)(duan)地(di)加大。
二、不銹鋼與碳鋼的異種鋼焊接
根據(ju)GB 50236《現場設(she)備、工業管(guan)道焊接(jie)工程施工規(gui)范》、SH/T 3526《石油化工異種鋼(gang)焊接(jie)規(gui)程》等規(gui)范的要求，進(jin)行(xing)不銹鋼(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)異種鋼(gang)焊接(jie)。但是，不銹鋼(gang)與(yu)碳(tan)鋼(gang)的異種鋼(gang)焊接(jie)容易出(chu)現以下(xia)問題。
1. 熔點差異(yi)
不(bu)銹鋼和(he)碳鋼材料(liao)熔點不(bu)一樣，當焊接過程(cheng)中，兩種金屬(shu)熔點相差較(jiao)大(da)(da)時，就(jiu)可(ke)能出現焊接性能降低，熔點較(jiao)低的金屬(shu)會產(chan)(chan)生(sheng)金屬(shu)流(liu)失，還有可(ke)能是蒸(zheng)發和(he)合金元素的大(da)(da)量燒損，這樣就(jiu)會產(chan)(chan)生(sheng)很(hen)多(duo)實際操作問題。
2. 熱導率和比(bi)熱容(rong)差異
金屬的(de)熱導(dao)(dao)率(lv)(lv)和(he)比(bi)熱容是影響焊(han)接(jie)技術重要因素，對被焊(han)接(jie)材料的(de)熔化和(he)焊(han)縫(feng)的(de)凝固結晶造成(cheng)影響。不(bu)銹鋼(gang)熱導(dao)(dao)率(lv)(lv)數值大(da)約是碳(tan)鋼(gang)的(de)三分(fen)之一，明顯差異很(hen)大(da)，這樣的(de)差異就(jiu)會導(dao)(dao)致兩(liang)種金屬物質熔化時間(jian)不(bu)同步(bu)，金屬結合效果也不(bu)太好，運行過(guo)程中就(jiu)會影響焊(han)接(jie)過(guo)程，最終焊(han)縫(feng)性(xing)能不(bu)良。
3. 線膨脹系數差異(yi)
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和碳(tan)鋼線膨脹系(xi)數是不(bu)(bu)一樣的，這種(zhong)不(bu)(bu)同性能就(jiu)會(hui)在焊(han)(han)接(jie)連接(jie)后促使(shi)兩種(zhong)金屬冷卻后產生不(bu)(bu)同反應，焊(han)(han)縫(feng)收縮(suo)量不(bu)(bu)同，接(jie)頭處(chu)(chu)就(jiu)會(hui)出(chu)現高(gao)應力狀態，促使(shi)焊(han)(han)縫(feng)處(chu)(chu)或者熱(re)影響區域產生裂紋，甚(shen)至導(dao)致焊(han)(han)縫(feng)與金屬剝離現象。
4. 電磁性差(cha)異(yi)
兩(liang)種金屬的(de)電(dian)(dian)磁性(xing)差(cha)異(yi)不(bu)同，就有可能導致(zhi)焊接(jie)連接(jie)時出現(xian)不(bu)穩定現(xian)象，不(bu)銹(xiu)鋼和碳鋼的(de)電(dian)(dian)磁性(xing)就存(cun)在很大差(cha)異(yi)，容易造成(cheng)焊接(jie)電(dian)(dian)弧偏弧或者(zhe)電(dian)(dian)弧燃燒不(bu)穩定結(jie)果，這(zhe)樣(yang)就會出現(xian)焊縫處變形(xing)變壞(huai)。
5. 形(xing)成脆性化合物(wu)
金屬(shu)進(jin)行焊(han)接(jie)后(hou)在焊(han)縫處形成(cheng)(cheng)新(xin)物(wu)(wu)質，成(cheng)(cheng)為金屬(shu)間化(hua)合(he)物(wu)(wu)，這些(xie)物(wu)(wu)質有些(xie)物(wu)(wu)理屬(shu)性(xing)較脆，就(jiu)可能對接(jie)頭(tou)處力學(xue)性(xing)能產生較大影響，甚至會(hui)降低焊(han)縫處塑性(xing)和(he)韌性(xing)。有些(xie)金屬(shu)焊(han)接(jie)后(hou)，接(jie)頭(tou)處性(xing)能良好，但(dan)是容(rong)易生成(cheng)(cheng)其他物(wu)(wu)質，比如在熱影響區的晶(jing)界上(shang)形成(cheng)(cheng)一(yi)種(zhong)貧(pin)鉻層，這種(zhong)物(wu)(wu)質含(han)有碳化(hua)物(wu)(wu)，一(yi)旦產生，就(jiu)會(hui)導致在使用(yong)過(guo)程(cheng)中產生晶(jing)間腐(fu)蝕。
三、不(bu)銹鋼與(yu)碳(tan)鋼的(de)連接
1. 不銹鋼與碳鋼管道的(de)法蘭(lan)連接(jie)
通過上述(shu)綜合分(fen)析，配管(guan)(guan)設計時，一般盡量避免異種鋼焊(han)(han)接(jie)，當遇到工藝參數改變(bian)，管(guan)(guan)道(dao)等級變(bian)化，不銹鋼與碳(tan)鋼管(guan)(guan)道(dao)需(xu)要(yao)連(lian)(lian)接(jie)時，一般用法蘭連(lian)(lian)接(jie)分(fen)界。特別是高(gao)溫、高(gao)壓流體管(guan)(guan)道(dao)避免異種鋼焊(han)(han)接(jie)。
2. 不銹鋼與(yu)碳鋼的焊(han)接(jie)連接(jie)與(yu)工藝措施
當常溫、低壓流體管道在特(te)殊情況下，必須采用不銹(xiu)鋼和(he)碳鋼直接(jie)焊接(jie)時，需注意焊接(jie)完(wan)成(cheng)后最(zui)后進行消除應力熱處理，并需注意以(yi)下焊接(jie)工(gong)藝措施：
①. 選擇焊接(jie)材料
不(bu)銹鋼和碳鋼進行(xing)焊(han)接(jie)，焊(han)口處金屬(shu)化學成(cheng)分是由填充金屬(shu)決定，兩種(zhong)不(bu)同(tong)金屬(shu)具有不(bu)同(tong)焊(han)接(jie)屬(shu)性(xing)，從(cong)調整焊(han)縫和熔合區(qu)組織性(xing)能，改變焊(han)接(jie)接(jie)頭應力分布狀(zhuang)況，抑(yi)制熔和區(qu)中(zhong)碳擴散等(deng)方面進行(xing)研究，實現(xian)結(jie)構使(shi)用性(xing)能最終目(mu)標，幫助(zhu)焊(han)縫金屬(shu)的(de)成(cheng)分應力接(jie)近其中(zhong)一(yi)種(zhong)金屬(shu)成(cheng)分，一(yi)般工業(ye)中(zhong)都是選擇奧(ao)氏體不(bu)銹鋼焊(han)條A307。
②. 焊接接頭坡口
焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)處(chu)會(hui)出現不(bu)同(tong)大小坡(po)口，4mm厚(hou)度不(bu)用開(kai)(kai)坡(po)口，采取(qu)直(zhi)接(jie)焊(han)接(jie)方式進行；4～6mm厚(hou)度，焊(han)縫處(chu)直(zhi)接(jie)進行雙(shuang)面焊(han)接(jie)，不(bu)需要開(kai)(kai)坡(po)口；6mm以上就(jiu)屬于大數值，進行開(kai)(kai)坡(po)口就(jiu)需要確(que)保焊(han)接(jie)熔合(he)區的性能，一般都是開(kai)(kai)V形或者X形坡(po)口。
③. 焊接操作方法
采用手工弧(hu)焊(han)(han)(han)方式。選擇比較小的熱(re)輸入，小的焊(han)(han)(han)接電流(liu)，采取(qu)比較快的焊(han)(han)(han)接速度(du)，電流(liu)和速度(du)要(yao)控(kong)制在合理范圍，不(bu)引起失誤。采用短弧(hu)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)接時電弧(hu)要(yao)偏向(xiang)碳(tan)鋼材(cai)料方向(xiang)，保障(zhang)兩側金(jin)屬材(cai)料受熱(re)均勻一(yi)致，確(que)保兩邊(bian)受熱(re)一(yi)致。
④. 焊后處理和檢驗。
