不同的材料之间焊接有什么注意的

不同的材料之间焊接有什么注意的
不同的材料之间焊接有什么注意的

不同的材料之间焊接有什么注意的
不同的材料之间焊接一般来讲就是异种钢的焊接
1 异种钢的种类
异种钢的焊接种类很多,归纳起来主要有低碳钢与低合金钢之间的焊接,如20#钢与16Mn钢相焊；两种不同的低合金钢之间的焊接,如16Mn钢与15CrMo钢相焊；低碳钢与奥氏体不锈钢之间的焊接,如20#钢与SUS304钢相焊；低合金钢与奥氏体不锈钢之间的焊接,如16Mn钢与SUS304钢相焊；奥氏体不锈钢与镍基合金之间的焊接如SUS304钢与Inconel600钢相焊,等等.
2 异种钢焊接接头的特性
异种钢焊接接头化学成分、金属组织和机械性能的不均匀性以及线膨胀系数相差较大,使异种钢接头在使用中产生附加应力,这些因素对焊接方法、焊接材料、预热和热处理规范、接头形式的选择以及设备运行的可靠性,都有显著的影响.
异种钢焊接时,焊缝金属与母材热影响区之间的界面没有一条截然的界线,它们之间存在着熔合区,即焊缝中的未混合区和母材中的半熔化区.其成分和性能都与焊缝或母材不同,形成了化学成分的过渡层,如碳钢与不锈钢相焊时接头中形成的脱碳层和增碳层.过渡层的成分和性能对接头的性能有着重要的影响,故在选择焊接材料和焊接工艺时,不仅要考虑焊缝金属的成分和性能,同时也要考虑过渡层的成分和性能.焊缝金属与母材金属化学成分差别愈大愈不容易充分混合,则过渡层愈明显；熔合比或稀释率愈高时,过渡层也愈明显；熔合区金属液态存在的时间愈长或液体金属流动性愈好,则愈易于混合均匀,过渡层也有所减小.因此,可以通过某些工艺措施对过渡层进行适当控制.
3 焊接方法的选择
选择焊接方法时,既要保证焊接接头的质量要求,又要尽可能考虑效率和经济.通常焊接方法不同,直接影响熔合区过渡层的熔合比,从而影响到焊接接头的性能.
表1几种常用焊接方法的熔合比范围
焊接方法 熔合比（%）
酸性焊条手弧焊 15~25
碱性焊条手弧焊 20~30
钨极氩弧焊 10~100
埋弧焊 30~60
熔化极气体保护焊 20~30
由于一些装置的高温、高压、腐蚀性强等特点,大多数异种钢焊接接头主要考虑接头的晶间腐蚀、应力腐蚀、高温氧化和高温蠕变性能等,要求焊接接头中熔合区成分要稳定、过渡层要不明显,所以采用熔合比小而操作方便的手弧焊就可以了,但在氢工况下的异种钢接头,特别是低合金钢（如16Mn钢）与奥氏体钢（如SUS304）相焊的异种接头,还必须考虑氢腐蚀问题.采用熔合比大的钨极氩弧焊,可以防止这种异种接头容易出现的剥离裂纹的产生.
4 焊接材料的选择
在异种接头中的焊缝和熔合区,由于有合金元素的稀释和碳的迁移等因素影响焊接接头的性能,故应该根据母材的成分、性能、接头形式和使用要求正确选择焊接材料.
4.1 低碳钢与低合金钢之间的焊接
低碳钢与低合金钢相焊接时,一般来讲选择低碳钢焊条或者低合金钢焊条都能满足接头工艺性能要求,但为了减小接头的淬硬倾向,焊接接头有较好的塑性,通常选用低碳钢焊条,即按照低匹配的原则.
4.2 低合金钢与低合金钢之间的焊接
石化装置中的低合金钢以珠光体耐热钢为多,为了尽可能地减少淬硬倾向,降低焊接裂纹敏感性和具有较好的塑性,通常选择合金成分与合金含量较低一侧母材相近的焊条,即按低匹配原则.
4.3 低碳钢与奥氏体不锈钢之间的焊接
在这类异种钢焊接接头中,由于其工作条件有晶间腐蚀和应力腐蚀问题,通常选择E309型的焊接材料,但当这种焊接接头处于温度较高的环境（设计温度≥315℃）时,为了防止在工作过程中发生碳的迁移,通常采用镍合金含量较高的焊接材料（如Inconel182焊条等）.
4.4 低合金钢与奥氏体不锈钢之间的焊接
合金钢通常都是在温度较高（设计温度≥315℃）的条件下使用,这种与奥氏体不锈钢相焊的异种接头,通常要求抗高温蠕变、控制碳迁移以及高温抗氧化能力,可采用镍基合金焊接材料（如Inconel82焊丝和Inconel182焊条等）.但是,在氢系统中,由于强烈的氢腐蚀作用,采用的焊接材料不同,焊后得到的焊缝化学成分和金相组织不同,从而影响接头在工作过程中氢脆化而引起的剥离裂纹敏感性.当采用镍基焊条（如Inconel182焊条等）,焊后焊缝靠近低合金钢一侧生成的单一奥氏体,多是与熔合线平行的粗大晶粒,且不含铁素体,这种组织容易产生剥离裂纹.而采用E309焊材,焊后焊缝靠近低合金一侧形成奥氏体和铁素体的混合组织,这种组织不易产生裂纹.
4.5 不同种奥氏体不锈钢之间的焊接
常见的不锈钢异种接头主要耐热奥氏体不锈钢之间的焊接,选择E316型焊条完全能够满足要求.
4.6 耐热不锈钢与镍基合金钢的焊接在转化炉中比较常见,通常选用镍基合金焊材（如Inconel82焊丝和Inconel182焊条）.
5 预热和焊后热处理
对于异种钢接头,是否预热和焊后热处理、采取何种规范参数,要视具体情况而定,必须慎重考虑.母材金相组织相同且焊缝金相组织也基本相同时,可按合金含量较高的钢种确定预热和热处理规范,但珠光体钢和奥氏体钢相焊时,可按珠光体钢的预热条件预热而焊后不进行热处理.
异种钢接头工作条件的特殊化,决定了异种钢焊接的复杂性,必须根据现场实际采用合理的焊接材料、焊接方法和焊接工艺等,方能满足使用要求.