异种钢焊接工艺综述

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1、异种钢焊接工艺综述摘要：文章通过结合己有的研究结果，从异种钢焊接材料的焊接方法、焊接材料、工艺参数和热处理等方面对异种钢焊接工艺进行了综述。结果表明，母材的物理化学性能相异是焊接困难的主要原因，合理的工艺能有效地提高焊接接头的组织性能。关键词：异种金属焊接；异种钢；焊接性能；焊接工艺；热处理条件文献标识码：A中图分类号：TG142文章编号：1009-2374(2016)25-0083-02DOI：10.13535/j.cnki.ll-4406/n.2016.25.040随着工业科学技术的发展和工程领域的扩大，

2、在生产和使用中原有设备或其性能已经无法完全满足人们发展的需求，因此对各类工程构件、机械构件或材料本身提出了更高的性能要求。例如在航天航空中要求一些构件材料要同时具备耐高温、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和长寿命等性能。而在常见易得的材料中很少有能满足其要求的，对于能满足要求的材料的来源也是少的可怜，同时价格昂贵，使得不可能在工程中广泛应用。工业科技的进步犹如社会的进步，是人们发展的必然趋势。对此，人们在不断的创新中，对多种材料进行组合运用，其异种钢焊接正是其中一种。异种钢焊接使金属材料的性能得到更充分的发

3、挥，同时减少昂贵材料的使用，使其生产成本得到显著的降低，从而得到不错的经济效益。在这巨大的利益下，使得异种钢焊接在近年有着突飞猛进的发展。本文将对异种钢焊接的焊接性能、焊接工艺等的选择方面进行简单的综述。1异种金属焊接性能一般来说金属焊接性包含工艺焊接性和使用焊接性。工艺焊接性为得到良好的焊接接头的能力；使用焊接性为得到的焊接接头满足使用要求的能力，一般由相关实验和生产事件进行检验。焊接性一般受其母材的物理化学性质、化学成分、焊接材料的选择、焊接工艺、结构设计、使用条件等多方面的影响。常见物理性质影响有以下四

4、点：（1）熔点的不同造成热处理困难，母材熔化不能同步，如果熔点相差太悬殊，可能出现不能焊的情况；（2）电磁性的不同导致电弧焊时电弧燃烧不稳定；（3）线性膨胀系数不同容易造成焊接应力集中或裂纹产生；（4）热导率和比热容的不同使熔池的形成不能同步，由于使传热的速度不一样而导致热应力增大。一般分析金属焊接性的方法有：直接法（做实验）;间接法（碳当量法、焊接低温裂纹敏感指数、利用CCT图分析、利用材料的物理或化学性能分析、利用合金相图分析等）。对于金属材料焊接性分析不管是对于同种金属焊接，还是对于异种金属焊接，都是必

5、不可少的，焊接性是焊接工艺选择的一个重要依据。焊接性能分析是焊接试验中的首要步骤，其地位可想而知。如在碳当量Ceq计算时，焊接性则在金属材料的淬硬性及碳当量的大小上体现出来，随着金属材料的淬硬性增大焊接性下降，在参考文献中介绍到一般情况下，碳当量小于0.4%时，金属材料的淬硬性不大焊接性好，而且在一般的焊接工艺条件下可以不用预热；碳当量在0.4%〜0.6%时，金属材料就比较容易淬硬，焊接性就较差了，需要焊前预热减小冷裂倾向；碳当量大于0.6%时，金属材料的淬硬性和冷裂性都非常大，焊接性能差，则焊接时必须采用严

6、格的工艺措施来保证其焊接质量；如果当碳当量达到一定程度时一般就会不采用焊接工艺或者采用特殊的焊接工艺。2异种金属焊接工艺研究2.1焊接方法的选择焊接方法的种类比较多，其焊机的种类更是多不胜数。每种焊接方法都可以对多种材料进行焊接，同时一种材料也可以用多种焊接方法焊接，这使得在焊接中焊接方法的选择方案多样化。在一种焊接试验中，不同的焊接方法对应着不同的焊接工艺或焊接缺陷，使得用不同的焊接方法焊接得到的焊接接头可能有着不同组织和性能，因此焊接方法的选择应该满足使用焊接性和工艺焊接性（使用要求和母材焊接性质），同时

7、也要考虑产品的特点以及施工地点的环境影响、焊接效率和经济性等方面。薛根奇等在其30CrNi3与Q235B异种钢焊接工艺研究中介绍到异种钢焊接中焊接方法一般按照焊接性能差的母材选择并同时制定其他焊接工艺（如热处理工艺、工艺参数等）。刘继光在锅炉异种钢焊接实验指出焊接方法在很多大程度上影响着焊缝的韧性，由于母材厚4mm，焊后要有较好的塑軔性，选择了氩弧焊焊接方法（这种焊接方法焊接的焊缝有良好的塑性和韧性）。同时通过合理的工艺，得到了性能良好的焊接接头。不同的焊接方法堆焊使得到的熔合比不一样，Q345B与S3160

8、3异种钢焊接时所选择的焊接方法应使熔合比小稀释率低。其碱性焊条电弧焊的熔合比范围为20%〜30%;酸性焊条电弧焊为15%〜25%;熔化极气体保护焊为20%〜30%;埋弧焊为30%〜60%;钨极氩弧焊为10%〜100%。2.2焊接材料的选择在异种金属焊接中可以通过借助舍夫勒（Schaeffler）状态图中材的化学成分、焊接材料的化学成分和熔合比（母材金属在焊缝金属中算占的比值）之间的关系来估算和预设焊