焊接方法的選擇

在保證焊接質量的前提下，選擇易于操作、工藝簡單、成本低廉的方法。首先考慮傳統(tǒng)的焊接方法--熔化焊，熔化焊中優(yōu)先考慮焊條電弧焊。因為焊條電弧焊技術成熟、操作簡便、焊條種類繁多、適應性強、選擇余地大。焊接方法的選擇，對任何材料的焊接都是同等重要的。由于異種金屬焊接是由兩種以上的金屬組成的，因此，必須兼顧這些金屬，首先要滿足焊接性較差金屬的要求。由于熔化焊對金屬加熱的溫度較高，化學成分變化較大，還要經過一個結晶過程，因此接頭的組織性能會發(fā)生較大的變化；另外，由于異種金屬的焊接是將不同的金屬焊在一起，存在它們相溶的問題，所以熔化焊用于焊接異種金屬具有相當的局限性，而非熔化焊（即固相焊接，如壓力焊，包括電阻焊、摩擦焊、擴散焊、釬焊等）以及熔釬焊（即一種母材熔化而另一種母材不熔化）將得到較多的應用。由于不同鋼種的基本元素是鐵，因此，一般來說，熔化焊還是能夠滿足要求的。

焊接材料的選擇

從材料角度來看，異種金屬焊接有三種情況：異種鋼焊接、鋼與非鐵金屬的焊接、異種非鐵金屬之間的焊接。

大部分焊接方法可用于異種金屬焊接，如各種熔化焊、各種壓力焊、釬焊和擴散焊等。

熔化焊中的焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護焊等應用最廣。

正確選擇焊接材料是異種金屬焊接的關鍵，接頭質量與焊接材料的關系十分密切。由于異種金屬焊接的特性，必須根據母材的化學成分、性能、接頭形式和使用要求來選擇焊接材料。

1.焊接材料的要求

1)焊接材料的選擇最重要的是不使焊接接頭產生不允許的焊接缺陷（如氣孔、夾雜、各類焊接裂紋等）。

2)要保持焊縫金屬組織的穩(wěn)定性，即在使用條件下不會發(fā)生明顯的組織轉變。

3)在上述這些前提下，應滿足使用性能的要求（包括力學性能及其他特殊要求，如耐蝕、耐磨、耐高溫、耐低溫等），特別是要保證焊縫金屬及過渡區(qū)的性能。如果結構是在特殊條件下工作（這往往是采用異種金屬焊接的初衷），則滿足特殊性能就是第一位的。在滿足特殊性能要求的前提下考慮力學性能，即使焊縫金屬的力學性能不低于性能較低的母材。在力學性能上，若不能兼顧強度和塑性，則應選用塑性較好的焊接材料。這里應當指出的是，必須要有適當的焊縫金屬化學成分與焊接參數的配合，首先滿足對冷卻速度（對焊接熱影響區(qū)是很重要的）的要求。

4)在焊接工藝受到限制時（如不能焊前預熱和焊后熱處理），可選用鎳基焊接材料或奧氏體焊接材料，以提高焊縫金屬的塑性和韌性。

2.焊接材料的選擇準則

1)所選擇的焊接材料必須滿足結構的使用性能，特別是特殊性能（如力學性能、耐蝕性等）的要求。

2)所選擇的焊接材料必須有利于改善焊接性，具有適宜的熔化溫度等熱物理性能，被稀釋后仍能滿足結構的使用性能（如力學性能、耐磨性、耐蝕性等）。

3)所選擇的焊接材料中有害雜質及氣體（碳、氧、氫、氮）含量要低。

4)異種金屬焊接時，焊接材料的選擇通常是就高不就低。如低合金鋼與不銹鋼焊接時，應選擇不銹鋼焊接材料；低合金鋼與鎳基合金焊接時或不銹鋼與鎳基合金焊接時，應選擇鎳基合金焊接材料。

5)當兩種金屬材料的焊接性相差太遠，沒有可采用的焊接材料時，應選用過渡材料，先與一種金屬焊接，再選擇合適的焊接材料將過渡材料與另一種金屬焊接起來。

焊接參數的選擇

焊接參數的選擇要考慮兩個因素：一是熔合比，這一點對異種金屬（包括異種鋼）的熔化焊來說尤為重要，特別是對過渡層（即多層焊之第一層）的焊接。焊縫金屬的化學成分由所采用的焊接材料及熔合比來決定，而熔合比要通過接頭坡口形式及焊接參數（如預、后熱溫度及焊接熱輸入）來調整。二是焊接接頭的組織，這一點由化學成分及焊接熱循環(huán)來決定，特別是對于焊接熱影響區(qū)。

兩種不同金屬材料的焊接，有如下幾種情況：首先工作溫度有變化，如燃氣輪機各部位的工作溫度不同，其葉輪外圓周的工作溫度在6000℃以上，需要用高合金耐熱鋼制造；而葉輪中心部位的工作溫度大大低于此溫度，選用合金結構鋼制造就可以滿足要求。采用兩種性能、成分有差異的金屬材料焊成的復合結構，充分發(fā)揮各自特長，就可以節(jié)省大量高合金耐熱鋼材料，獲得可觀的經濟效益。其次，許多接觸高溫、腐蝕介質的容器、管道，其內壁要求承受高溫和腐蝕介質的侵蝕，而置于空氣中的支承部件以及受到磨損的零部件則可用碳鋼或低合金鋼材料，將這些異種金屬焊接成復合結構，可使各種材料做到物盡其用。從另外一個方面來講，只要在其工作表面堆焊一層耐蝕、耐磨的高合金鋼材料，就能達到這一目的，這也是異種金屬焊接接頭的一種形式。再次，被焊金屬材料相同而采用異類焊接材料的焊接接頭也常用于難焊材料零部件的焊接。此時，如果選用與被焊金屬材料相同的焊接材料施焊，焊接接頭不可避免地會產生裂紋缺陷。為了防止焊接接頭產生裂紋，焊接這種材料時焊前要預熱，焊接過程要控制層間溫度，焊后還要緩冷或進行熱處理，使焊接工藝變得復雜化，且很難保證焊接接頭質量。如果選用一種焊接性好、焊接時不需采取上述工藝措施的焊接材料，可使所得焊接接頭既具有一定的強度，又有一定的塑性和韌性，這就成為優(yōu)選的焊接接頭形式。

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