异种金属焊接注意事项
浅谈异种金属的焊接
浅谈异种金属的焊接随着人们对于金属材料需求的不断推进，金属材料的种类也变得多种多样，除了常见的铁、铝、铜等金属之外，异种金属的出现也逐渐增多，比如说钛合金、镍基合金、钨合金等。
然而，由于异种金属在性质上有着明显的差异，对于金属的连接也提出了挑战。
本文将就异种金属焊接这一话题进行讨论，让大家更好地了解异种金属的焊接技术以及影响焊接质量的参数。
一、异种金属焊接的难点一般情况下，在焊接过程中，想要较好地实现异种金属的连接，需要快速冷却过程中所产生的热应力精确掌握。
然而，异种金属的导热系数不同，这就导致了焊接中的材料温度差异过大，使得焊接材料在快速冷却的过程中产生了内应力，从而使焊接后的材料产生了部分或者全部的塑性损失。
此外，由于采用的焊接材料和基材不同，若没有采取合适的操作方法，则会出现焊缝溢铜、堆积、熔池不稳定等缺陷，从而导致焊接质量不达标。
二、异种金属焊接的方法1.钎焊法钎焊法是一种常用的异种金属焊接方法。
钎焊是通过钎料与金属接触，由于钎料的熔点较低，因此采用加热方法使钎料熔化，并在加热的同时，使得钎料与基材间有一定的接触。
在钎焊的过程中，钎料中液相沿着毛细作用向着焊缝两侧扩散，从而实现了金属的连接。
由于钎焊有着低热输入、宽焊缝等优点，因此也被广泛应用于异种金属的连接。
2.电弧焊法电弧焊法是一种通过电弧来完成金属连接的方法。
这种焊接方法通常适用于连接相对较厚的金属板材。
在焊接时，通过高压交流电形成一定的电弧，在钨极上集中高温点，然后将其焊接材料加热熔化，并实现异种金属的连接。
这种方法的优点是可焊接厚度大、连接牢固，而缺点则是加热温度高、变形容易，需要一定的技术经验和操作技巧才能操作。
3.激光焊法激光焊法是一种高能、高质量的焊接方法。
它通过聚焦激光束，实现异种金属的加热和熔化，从而完成焊接过程。
相比于其他一些焊接方法，激光焊法有着加热温度高、作业速度快、精度高的优点，因此在异种金属的焊接中，也有着广泛的应用。
不锈钢与碳钢的异种钢焊接技术要点探究
不锈钢与碳钢的异种钢焊接技术要点探究摘要：不锈钢与碳钢两种金属材料的化学成分和力学性能相差很大，所以把这两种材料焊接称为异种钢焊接，焊接中容易出现硬而脆的σ相（Fe- Cr）和碳化物( M23C6)，选用合适的焊接填充材料、适当的焊接工艺参数，选择好的焊接方法，尽量减少焊接时脆性相的析出，确保焊接产品的耐腐蚀性能和力学性能。
碳钢与不锈钢焊接接头是用填料来确定其化学组成，通过对材料焊接特性进行分析，以保证焊缝耐腐蚀性和力学性能，同时优化焊接工艺及焊接操作方法，以此保证整体焊接的科学性与合理性。
关键词：不锈钢；碳钢；475℃脆性；碳化物：焊接线能量；熔合比。
引言：现代化社会发展趋势下，我国焊接方面取得长足发展与进步，工业产品不断更新及新材料不断出现带动了焊接工艺实施手段不断突破与革新，其中强度高、低磁性或无磁性、可塑性好的不锈钢耐腐蚀材料受到广泛使用，但其价格较高。
从效益角度来看，碳钢的强度可控性强且更易于焊接，价格也比不锈钢更具有优势，在特殊情况下也可作为常用材料进行切削加工。
据此，把不锈钢与碳钢焊接在一起是一种高效又经济的方法，也可以增加较高的社会效益和经济效益。
本文章以不锈钢与碳钢的异种钢焊接技术要点进行讨论，为不锈钢与碳钢焊接提供技术指导与帮助。
一、母材介绍1.1不锈钢：通常是指具有一定防腐能力的合金钢，其主要成分是铁素体中加入大于12%的铬（Cr）或大于8%的镍（Ni）以及其他一些元素。
其原理是铬镍元素与空气中的氧发生化学反应，在金属表面形成致密的氧化膜，增加金属的耐腐蚀性。
1.2碳钢：铁素体中碳含量超过0.2%低于1.7%的金属称为碳钢，可以通过正火、淬火、退火、回火来改变其力学性能和进行切削加工，含碳量越低材质越软，强度及硬度越低塑性越高，越易于焊接。
相反含碳量越高，强度及硬度越大塑性越低，越不易焊接。
二、焊接性能分析2.1焊接接头的脆化现象：不锈钢金属里含有铬，当熔池结晶时600℃—375℃温度区间通过时，易形成一种脆而硬的（Fe -Cr）化合物,使焊缝的韧性急剧下降，这就是475℃脆性[1]，在这个温度区间时间停留越长化合物（Fe- Cr）越多。
2024年浅谈异种金属的焊接
2024年浅谈异种金属的焊接一、异种金属定义异种金属，顾名思义，指的是在化学成分、物理性能以及机械性能等方面存在显著差异的两种或多种金属。
在实际应用中，由于不同金属具有各自独特的优点，异种金属的连接需求应运而生。
这种连接不仅要求保持原有的金属特性，还需要确保连接处的强度和密封性，因此，异种金属的焊接成为一项重要技术。
二、焊接性评估在进行异种金属焊接之前，首先需要对两种金属的焊接性进行评估。
这包括对金属的化学成分、物理性能、机械性能以及热处理性能的全面分析。
通过对比两种金属在这些方面的差异，可以预测焊接过程中可能遇到的问题，并据此选择合适的焊接方法和材料。
三、焊接方法选择异种金属焊接的方法选择需要考虑多种因素，如金属的种类、厚度、结构形式以及焊接要求等。
常见的焊接方法包括电弧焊、激光焊、等离子焊等。
在选择焊接方法时，需要确保焊接过程中的热量输入、熔池形成和冷却速度等参数能够满足异种金属焊接的要求，以获得高质量的焊接接头。
四、焊接材料选用焊接材料的选择对于异种金属焊接的成功至关重要。
在选择焊接材料时，需要考虑母材的化学成分、力学性能以及焊接工艺要求。
通常情况下，焊接材料的成分应介于两种母材之间，以确保焊接接头在性能上能够与母材相协调。
此外，焊接材料的熔点和热膨胀系数等特性也需要与母材相匹配，以避免产生焊接缺陷。
五、焊接工艺参数焊接工艺参数的选择直接影响到焊接接头的质量和性能。
在异种金属焊接中，需要特别关注焊接电流、电压、焊接速度、预热温度等参数的设置。
这些参数的选择需要综合考虑金属的种类、厚度、热导率以及热膨胀系数等因素。
通过合理的工艺参数设置，可以获得良好的焊缝成形和焊接接头性能。
六、焊接接头设计焊接接头的设计对于异种金属焊接同样重要。
在接头设计时，需要充分考虑应力分布、热传递以及变形等因素。
合理的接头设计可以减少焊接过程中的应力集中和变形，提高焊接接头的强度和密封性。
同时，还需要考虑接头的可维修性和可检查性，以便在必要时进行修复或更换。
第十章 异种钢焊接讲解
R207
E5515-B2
R307
E309-15
A307
Ⅳ+Ⅴ
E5515-B1 E5515-B2 E5515-B2-
V E6015-B3
R207 R307 R317 R407
E310-15
A407
（Ⅰ-Ⅳ） +Ⅷ
E309-16 E309-15
A302 A307
型号
埋弧焊 焊丝型号
对应牌号
焊剂
气体保护焊 焊丝牌号
0.030 16.00～18.00 10.00～14.00 2.00～3.00 —
JIS G4307
0.030 16.00～18.00 10.00～14.00 2.00～3.00 0.10 GB/T3280
0.030 11.50～14.50
0.030 18.00～20.00
0.030 18.00～20.00
0.030 18.00～20.00
0.030 18.00～20.00
0.030 17.00～19.00
0.030 17.00～19.00
Ni (0.60) ≤0.08 (0.60) ≤0.08 8.00～10.50 8.00～10.50 8.00～12.00 9.00～13.00 9.00～12.00 9.00～13.00
1.1、不同铁素体钢的焊接 不同强度级别的低碳钢、低合金钢、珠光体耐热 钢之间的异种钢焊接接头，可按合金含量较低一 侧母材或介于两者母材之间选用焊接材料，也可 按合金含量较高一侧母材选用焊接材料，但应优 先按合金含量较低一侧母材选用焊接材料。
接头类别或 组别号
Ⅰ+Ⅰ
Ⅰ+（Ⅱ-1）
Ⅰ+（Ⅱ-2） Ⅰ+（Ⅲ-1） Ⅰ+（Ⅲ-2）
异种钢焊接规范
异种钢焊接规范钢材是目前建筑、制造业中应用最广泛的金属材料，它的优强特性成为其优于其他金属材料的原因。
但是，钢材的不同种类直接导致了它们在焊接时的表现也不同。
异种钢的焊接是比较棘手的问题，也是焊接技术的一个重点和难点。
1.什么是异种钢异种钢是指成分不同或属于不同材料的两种或以上钢种，如钢和铝、钢和铜、镍合金等。
钢珠镍等异种材料都是比较常见的异种钢。
2. 异种钢焊接的挑战异种钢焊接相较于同种钢焊接更具挑战性且难度较高，这是由两种不同材料、不同基态、不同熔点和热膨胀系数的相互作用引起的。
错误的焊接可能会导致焊接处的裂纹、变形、裂纹延伸等问题。
3. 异种钢焊接规范(1)在异种钢焊接之前，应该先确定两种钢的成分和基本性能，选择适合的焊接材料和焊接工艺。
选择合适的焊接机器和工具也是非常重要的。
(2)钢材表面的准备也非常关键。
焊接前应更注重表面处理，使其充分磨光，清理外表涂层和污垢。
特别是异质焊接时，清理非常重要。
不清洁有可能会导致不良的焊缝。
(3)在焊接之前，应进行试验和实验，选择合适的焊接工艺。
对于较为复杂的焊接工艺，建议多进行一些试验，并在小规模范围内进行操作实验。
(4)在焊接过程中，焊工应该仔细观察焊缝的成形和变形，及时调整焊接参数，保持稳定的焊接条件。
焊接完成后，热处理和冷却也需要仔细处理。
(5)在焊接完成后，进行微观机械和化学分析。
如有异常或问题需要重新进行焊接。
4. 总结异种钢的焊接对焊工来说是比较有挑战的。
正确处理好准备和选择合适的焊接工艺，可以大大减少焊接过程中的问题，并最终获得高质量、稳定和可靠的焊接结构。
焊接工人要严格遵守规范，确保焊接质量，为工业制造贡献力量。
异种金属焊接问题及焊接工艺分析
异种金属焊接问题及焊接工艺分析摘要：随着新材料、新工艺、新设备的不断出现，对各类工程构件的性能提出了更高的要求，但是在工程技术中任何一种材料都不可能完全满足使用性能的要求。
由不同材料组成的结构不仅能充分利用各组成材料的优异性能，达到工程中的使用上的要求，而且还能节约贵重金属，降低结构整体成本，提高经济效益，在某些情况下异种材料结构的综合性能甚至超过单一金属结构。
因此异种金属焊接在各行业中得到越来越多的运用和受到人们的重视。
但近年来，国内外多次发生异种金属焊接结构的早期失效事故。
因此，如何保证异种金属焊接接头的可靠性就成为保证结构安全运行的关键。
所以，研究异种金属之间的焊接具有重要的工程实用意义。
关键词：异种金属焊接；问题；焊接工艺1异种金属焊接的特点焊接接头熔合区：是性能最差的区域，异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区。
在靠近熔合区金属区域还形成性能不好的，成分变化的过渡层。
焊接接头的裂纹：(1)冷裂纹：在金属淬硬倾向和氢的作用及焊接应力的共同作用下产生。
(2)热裂纹：这是高合金钢焊缝，特别是纯奥氏体组织的焊缝最易出现在焊缝中的裂纹。
因焊缝中还存在未结晶低熔点共晶体液膜，在相应的应力作用条件下生成了裂纹。
碳迁移现象：会造成接头高温机械性能降低，高温下失效断裂增加，影响高温使用寿命的主要原因之一。
影响碳迁移的因素是温度和时间和化学成分。
2异种金属相溶性问题两者不同的金属是否能进行焊接，取决于这两种金属在焊接的时候，它们的合金的元素之间相互作用。
在两种不同金属元素不需要在液态环境下，也就是在固态条件下就可以发生互相熔解，并形成一种新的状态即固溶体，那么就可以说这两种金属元素符合冶金学概念上的“相溶性”定义。
那么这两种异性金属在原则上就可以进行焊接操作。
合金元素发生相溶必须满足一定的条件，首先，这两种金属的晶格类型一定要匹配，比如被要求焊接的两种异性金属都是立方晶格的样式；其次，被焊接的异性金属的原子半径一定要接近；最后还要求这两种元素在元素周期表中的位置相互临近，这表明了金属的电化学性质差异较小。
焊接异种金属时的问题分析及操作技巧
４ 消氢处理
焊接完毕后应立即进行消氢处理 ，温度一 般为３ ５ ０ ． ， ４ ０ ０ ￣ Ｃ ，其后用保温棉将焊道表面盖严，
时间不得少于３ 小时 ，缓慢冷却。
之 友
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焊接 异 种金 属 时 的 问题 分 析及 操 作 技 巧
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文／ 中原油 田石油化工总厂机修车间 黄学志
ｌ ＿ ３ 两种金属在液态时无限互溶 ，在 固态时互
不溶解而发生共晶反应 ，形成机械々 昆 合物时 ，
焊接性较差 ，如Ｓ ｎ — Ｚ ｎ 。 １ ． ４ 两种金属 （ Ａ 和Ｂ） 组成合金时 ，除了形成
地利用材料各 自的特点 。异种金属的焊接有异
种钢的焊接 、钢与铸铁的焊接 、异种有色金属
法和工艺条件焊接较为简便 ，且能获得优质接 头 ，应能做到合理选用 。因为焊接性是一个相 对的概念 ，同样 的异种金属 ，例如铜与铝 ，选 择手工弧焊可能很难焊接 ，但选用 电阻焊 、扩 散焊就能获得优质稳定的接头。
３ ． ２ 确定合理的过渡层
３ ． ６ 填充有益的合金元素
在焊缝中加入某些金属元素 ，以控制金属 间化合物的产生 ，防止产生裂纹及脆断。 除此 以外 ，组成异种金属焊接构件 的材料
焊接性差 的异种金属直接焊接困难很大时，
可采用能与两种金属都可很好焊接的中间层 （ 如
金属垫 、金属丝 ，金属粉末 、过渡接头 ）的办
是多种 多样的 ，对 接头也有多种要求 ，因此焊
接时采取的工艺措施也是因材料不同而异。
（ 上接第Ｊ 一 ５ ５ 页 ）
异种钢焊接
异种钢接头的焊接1.异种钢接头定义。
异种钢接头主要包括两方面概念：即不同组织（重点指奥氏体和非奥氏体钢）钢之间的焊接；不同强度等级、不同化学成分（其组织基本类似）钢之间的焊接。
其中不同组织钢材之间的焊接难度最大。
2.奥氏体和非奥氏体异种钢焊接主要有三个问题：2.1.焊接时母材的稀释：由于母材的稀释，会出现对裂纹相当敏感的马氏体组织。
例如当低碳钢、低合金钢和不锈钢焊接时，若用一般不锈钢焊材，由于焊缝金属被低碳钢或低合金钢稀释，往往会产生奥氏体和马氏体组织，而熔合线附近，会产生马氏体带；若用低碳钢或低合金钢焊材，不锈钢一侧被稀释部分及焊缝金属会产生马氏体和奥氏体组织，从而引起开裂的危险。
2.2.焊接残余应力和热应力：在焊接热循环或使用温度下，由于两种材料抗膨胀系数和导热性不同（或热膨胀系数和导热性近似，但由于强度等级不同而带来的形变差异）引起的热应力，焊接后残余应力较大且在热处理后不能消除。
碳钢、低合金钢和珠光体耐热体的热膨胀系数大体相同，而奥氏体不锈钢热膨胀系数比碳钢等材料大30~50%，而导热系数却只有碳钢等材料的1/3。
2.3.碳扩散：当铁素体钢和奥氏体钢焊接后，焊接接头重复加热或高温使用时，在铁素体钢一侧，由于碳原子的迁移（扩散），使含碳量减少而形成软化带，而在奥氏体钢一侧却由于碳的过剩而形成硬化带，对于焊接碳稳定化元素不同的材料时，也应注意高温运行条件下的脱碳影响。
2.4.上述三个问题的综合作用的结果是：整个异种钢焊接接头是一个成分、组织和性能严重不均的非均匀体，是构件的局部薄弱地带，这种非均匀体在力学检验和运行中均会出现应力、变形集中和失效的局域化，因此在选择焊接材料时，要充分考虑其焊接工艺性、常温力学性能和长期运行性能，更重要的是要考虑其长期运行性能。
3.异种钢接头焊接材料的选择3.1.不同强度等级铁素体或珠光体类型钢之间焊接：包括低合金高强度钢（18MnMoNbg等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与碳钢、高合金耐热钢（SA-213 T91等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与高合金耐热钢（SA-213 T91等），其总的特点是线膨胀系数接近，导热系数相差不大，焊后或消除应力后的残余应力和高温运行的热应力不大，因而主要考虑运行时工作应力平滑过渡、组织稳定，一般选用成分或强度（常温强度和高温强度）介于两被焊母材之间的焊接材料。
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异种金属焊接注意事项
一、异种金属焊接存在的问题
异种金属焊接所存在的一些固有问题也阻碍了它的发展，如异种金属熔合区的
构成和性能，异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区，由于靠近熔合区各
段上焊缝结晶特点不同，又易形成性能不好的，成分变化的过渡层。
另外，由于处在高温的时间长，这一区域的扩散层会扩大，会进一步使金属的
不均匀性增加。
而且异种金属焊接时或焊后经热处理或经高温运行后，经常发
现低合金一侧的碳通过焊缝边界向高合金焊缝中“迁移”的现象，分别在熔合
线两侧形成脱碳层和增碳层，在低合金一侧母材形成脱碳层，在高合金焊缝一
侧形成增碳层。
防碍和阻止异种金属结构的使用和发展主要表现在以下几个方面：
(1)在室温下，异种金属焊接接头区的机械性能(如拉伸、冲击、弯曲等)一般优于被焊母材的性能，但高温下或高温长期运行后，接头区的性能劣于母材。
(2)在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区，该区韧性较低，是
一个高硬度脆性层，也是导致构件失效破坏的薄弱区，它会降低焊接结构的使
用可靠性。
(3)焊后热处理或高温运行过程中碳迁移会导致在熔合线两侧分别形成增碳层和
脱碳层。
一般认为脱碳层由于碳的减少而导致该区域组织、性能发生较大变化
(一般是劣化)，从而使得该区域容易在服役过程中发生早期失效。
很多服役中的高温管线或者试验中的高温管线的失效部位都集中在脱碳层。
(4)失效与时间，温度和交变应力等条件有关。
(5)焊后热处理不能消除接头区的残余应力分布。
(6)化学成分的不均匀性。
异种金属焊接的时候，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有着明显的差别，焊接过程中，母材和焊材都会熔化并相互混合，混合的均匀程度随着焊接工艺的改变而改变，而且焊接接头不同的位置，混合均匀程度也有很大差异，这就造成了焊接接头化学成分的不均匀性。
(7)金相组织的不均匀性。
由于焊接接头化学成分的不连续，经历了焊接热循环后，焊接接头各个区域出现不同的组织，往往在某些区域出现极其复杂的组织结构。
(8)性能的不连续性。
焊接接头的化学成分和金相组织的差异，带来了焊接接头力学性能的不同。
沿焊接接头的各个区域强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变、持久性能都有很大差别。
这种显著的不均匀性使得焊接接头不同区域在相同的条件下，表现出来的行为有很大的差异，出现弱化区域和强化区域，尤其是在高温的条件下，异种金属焊接接头在服役过程中经常出现早期失效。