异种钢的焊接(要点)

异种钢焊接工艺评定
异种钢焊接工艺评定是评估钢材中不同成分、不同厚度、不同规格的钢材之间的焊接可行性。

异种钢焊接通常需要进行工艺评定来确定最佳焊接方法、焊接参数和所需设备。

具体的评定流程包括以下几个方面：
1.焊接材料评定：对焊接材料的成分和性能进行测试和评估，确定合适的填充材料、药皮和表面处理等。

2.焊接接头设计：根据焊接要求以及被焊接材料的成分、厚度等特性，设计合适的接头型式。

3.试焊评定：在实验室或现场进行试焊，确定最佳的焊接方法和参数。

4.力学性能评定：对焊接接头进行力学性能测试，包括拉伸强度、扭转强度、冲击韧性等。

5.微观结构评定：对焊缝、熔合区和热影响区进行显微组织分析，评估焊接质量。

从以上几个方面对异种钢焊接进行全面的评定，可以保证焊接接头的质量和可靠性。

异种钢焊接性能分析与研究摘要：奥氏体型不锈钢与低合金钢有很大的差异，不论从化学成分上来说还是物理性能方面，区别都很大。

对于中厚板的异种钢的焊接很难得到一个满意的焊接接头，主要是因为中厚板的异种钢焊接约束力太大，冷冽倾向也很大，所以很难令焊接效果尽如人意。

要想获得一个比较满意的焊接接头，就必须对两种钢的不同特性进行一定的分析，对焊接接头可能出现的问题进行一次比对解析，最后才能够确定适合的焊接工艺。

1 异种钢焊接主要存在的问题1.1 熔点的差异如果相焊的两种金属熔点相差很大，接头性能难以得到保证，16mnr熔点1430℃，00cr19ni10熔点1398℃～1420℃，两种金属熔点相差不是很大，一般能获得一个满意的焊接接头。

温度是焊接的一个重要因素，控制好焊接时的温度，能够有助于焊接的效果，对于不同的金属进行焊接，温度是不相同，这也是长期工作以来的一种积累，对工作多多总结有助于提升焊接技术。

1.2 线膨胀系数差异金属受热的涨幅程度，金属本身的延展性，金属的熔点，都是在焊接过程中必须注意、考虑的要素，金属的这些特点在焊接过程中尤为重要，如果对金属的特性认知不够清楚，很容易出现焊接裂纹。

由于低合金钢与奥氏体型不锈钢两种金属线膨胀系数相差很大，产生的应力容易使焊缝热影响区产生裂纹。

1.3 热导率的差异热导率是金属本身的特性，不相同的金属热导率一般不会相同，这就导致了焊接上的一个难点。

通常解决这种问题的方法，一般采用的都是提前预热，将导热较低的金属先进行一个提前预热已达到两种金属同时融化，这样有助于金属的焊接。

但是，这要求操作者必须对各种金属的导热率极为熟悉。

一般低合金钢的热导率为0.288～0.504w/cm·℃，不锈钢的热导率为0.168～0.336w/cm·℃，低合金钢随温度的增加，热导率是下降的，不锈钢随温度的增加，热导率是上升的，所以热导率的不同可使被焊材料熔化不同步，导致金属之间结合不良。

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。

8－1 第8章 异种材料的焊接 本章教学目的： 1．了解异种材料焊接存在的问题和特点 2．掌握异种钢的焊接 本章课时安排：2H 本章重点难点：异种钢的焊接

现代工程结构中不仅需要对大量的同种材料进行焊接，也需要对相当数量的异种材料进行焊接。采用异种材料制造的焊接结构，不仅能满足不同工作条件对材质提出的不同要求，而且可节约大量的优质贵重材料，降低成本，充分发挥不同材料的性能优势。近年来，异种材料焊接结构在机械、化工、电力及核工业等行业得到广泛应用，对异种材料的焊接也越来越受到重视。异种材料焊接的种类很多，本章主要阐述异种钢和典型的异种有色金属焊接的基本概念。

第1节 异种材料的分类、组合及焊接性特点 一、异种材料的分类、组合 材料种类繁多，性能各异，按工程实际需要，异种材料的分类和组合在工程中是多种多样的。从材料角度看，异种材料焊接的分类和组合主要包括三大类： 1. 不同金属材料之间的组合 （1）异种钢铁材料的组合，又称为异种黑色金属的组合，如珠光体钢与奥氏体钢的焊接等。 （2）钢铁材料与有色金属的组合。如钢与铝的焊接等。 （3）异种有色金属的组合。如铜与铝的焊接等。 （4）金属材料与非金属材料的组合。如钢与石墨、金属与陶瓷。 2. 不同组织或合金系的异种钢焊接构件 各种类型的钢铁材料是现代工业中应用最广泛的金属材料，工程结构中应用较多的是不同金相组织的异种钢焊接，这类结构件主要分以下两种情况： （1）母材金相组织相同，但焊缝金属与母材基体合金系及组织性能不同的异种8－2

钢焊接构件，例如1Cr18Ni9Ti与高镍奥氏体钢之间的焊接结构件。 （2）母材金相组织不同的异种钢组合。最常见的有珠光体钢与铬镍奥氏体钢、珠光体钢与高铬铁素体钢的焊接结构件等。 3. 不同用途的异种材料焊接构件 （1）用于耐磨的异种金属组合。如高碳钢、各种合金钢、超合金、碳化钨等硬质合金，这些材料主要用于制造建筑机械、发动机、炼钢机械、刀具等。 （2）用于耐热的异种金属组合。如铬钼钢、不锈钢、耐热钢、镍基合金等各种耐热超合金、复合材料、金属间化合物等。这些材料主要用于制造锅炉、发动机、炼钢、各种机械、汽轮机、核电站等。 （3）用于耐腐蚀的异种金属组合。如各种不锈钢、镍基合金、铝等。这些材料主要用于制造石油化工、轻工、原子能、海洋工程装备及医疗器械等。 （4）用于减轻装备重量的异种金属组合。如钛、铝、镁及其合金等，主要用于航空航天、运载火箭、导弹、运输设备等。 （5）提高电磁性能的异种金属组合。如银、铜、铍及其合金等，主要用于制造电器、计算机、电子工业零件等。 二、异种材料的焊接性特点 异种材料的焊接性取决于两种材料的组织结构、物理化学性能等，两种材料的这些性能差异越大，焊接性越差。 1. 异种材料焊接存在的问题 异种材料的焊接与同种材料焊接相比，有很大的不同，前者一般要比同种材料焊接困难。异种材料焊接时，因为材料的物理、化学性能及化学成分等有显著差异，从焊接性和操作技术上都比同种材料难焊。异种材料焊接时，存在如下主要问题： （1）异种材料之间不能形成合金。如焊接铁与铅时，不仅两种材料在固态时不能相互溶解，而且在液态时彼此之间也不能相互溶解，液态金属呈层状分布，冷却后各自单独进行结晶。在这类异种材料的结合部位，不能形成任何中间相结构。 （2）异种材料的热膨胀系数不同，容易引起热应力，而且这种热应力不易消除，结果会产生很大的焊接变形。 （3）异种材料焊接过程中，由于金相组织的变化或新生成的组织，都可使焊接8－3

浅析ZG270—500同Q345B异种钢之间的焊接技术Q345B属于低合金高强钢，而ZG270属于铸钢，该两种材料之间焊接应当被归属为异种钢焊接，并且ZG270-500具有较差的焊接性能，容易在焊接部位出现裂纹，因而需要在实际的焊接过程中通过适当的方式以及材料和工艺，对焊接裂缝的产生进行有效的避免。

标签：异种钢；焊接；裂缝；避免前言当前钢制结构生产中，焊接技术的发展使得焊接形式越来越多，而铸钢同低合金高强钢之间的焊接越来越常见，这种铸焊结构即这种焊接件同铸钢件之间的结合结构。

但是实际的焊接中往往会出现焊接材质的不同，若遇到了铸钢同低合金高强钢的焊接时，由于材料和性质之间具有差异，所以，必须选择适合的焊接方式以及方法，并结合恰当的材料以及工艺，加强焊接部位的强度。

1 材料焊接性主要指以碳作为量的衡量标准，即以钢材焊接部位的热影响区同钢材含有的化学成分之间的淬硬关系，即用碳的含量表示钢材中各个合金元素含量，并且转化需要按照其元素的作用。

从而达到对钢材进行焊接性评定的重要参考，而碳用CE表示其当量，而碳当量的数值则可以采用国际上常用公式进行计算推导，其中式中所有的元素符号便是该种元素所具有的质量分数，并且该公式主要被应用在非调质的中强度低合金高强钢以及非调质高强度低合金高强钢中。

1.1 Q345B作为低合金高强钢的一种，对其焊接性进行分析，在相关规定中对该种材料的CE值有着明确的规定，即对碳当量具有严格的规定，当公称厚度不大于63mm则CE值不大于0.44%，此时钢材的焊接过程中不会出现冷裂现象，即钢材具有较高的焊接性能。

1.2 铸钢就是通过铸造的方式得到的钢材，铸钢在焊接过程中，由于该种材质焊接件的成型工艺为铸造，同时结合了钢质材料，因此其铸件具有两方面的优势，首先可以获得复杂的形状，这是其他成型工艺无法企及的，其次，能够在此基础上保证钢材所有的性能。

该种铸钢属于中碳铸钢，通过国际通用公式的计算，CE值应当不大于0.72%，并且当碳当量超过0.6%时，会发生严重的焊接冷裂倾向，焊接部位的焊接性较差，所以必须采取必要的工艺措施，例如预热等，然后在进行焊接。

Z3CN20-09M与16MnR异种钢焊接时存在的主要问题3.1异种钢焊接的特点及通常存在的问题异种刚焊接时，会遇到一些特有的问题：首先，靠近熔合线的焊缝金属出现过渡层，称为凝固过渡层。

在通常的焊条电弧焊情况下这个凝固过渡层的厚度在100μm左右，其成分沿着它的厚度是变化的，靠近母材的部分成分接近母材，俞远离母材其成分俞接近焊缝金属。

而焊缝金属的成分既不同于填充金属又不同于母材，须要考虑母材的溶合比例才能确定。

可见这个凝固过渡层是焊接异种钢会遇到的性能难以控制的区域，它在存在亦有可能影响接头的整体性能。

限制这个过渡层的宽度并控制它的成分和组织，就成为焊接异种钢所要解决的第一个特有问题。

其次，由于熔合线两侧存在悬殊成分差别，促使碳元素在焊后热处理或随后的加热过程中不断地从低合金侧向高合金侧迁移，使高合金侧增碳，形成增碳层，低合金处脱碳，出现脱碳层。

第三，成分和组织不同的母材，其线膨胀系数不同，焊在一起时焊接应力和变形比同种钢焊接时大，而且不可能用焊后热处理方法加以消除。

由于上述问题，焊接异种钢时通常要求采用较小的焊接线能量以获得较低的母材和熔合比例和较小的焊接应力和变形，此外焊接异种钢时还必须认真地填充金属材料，这种填充金属材料应该和一定比例的母材熔合以后获得的焊缝金属是符合性能要求的。

选取填充金属材料还应该使凝固过渡层尽量窄小，并还要避免在过渡层内出现高合金的马氏体等不利组织。

美国、加拿大等一些国家在异种钢焊接接头早期失效情况以及异种钢焊接接头中的热应力等方面积累了大量的试验数据和实践经验。

然而，国内一些已经使用奥氏体不锈钢异种钢焊接大多采用国外母材、焊材，选用厂家推荐的工艺实施焊接，其工艺试验大多数停留在验证性工艺评定的范畴，对不锈钢异种钢的焊接工艺、接头的高强持久度、接头的组织状态、接头的失效机理等缺少针对我国核电实际情况的深入研究。

3.2 Z3CN20-09M不锈钢与16MnR低合金钢异种钢焊接的难点3.2.1焊接接头的晶间腐蚀问题普通纯高铬铁素体型不锈钢焊接接头在焊接势循环的作用下，被加热到950℃以上温度的区域冷却下来时，会在晶粒间产生腐蚀的倾向。