异种钢焊接三种匹配
异种钢的焊接规范
异种钢的焊接规范异种钢是指在钢铁生产中，在成分、金相、力学性能等方面均不同于同级别同类型钢材的钢材。
钢材的异质性给焊接加工带来了一定的挑战，如果不注意到这些问题会导致焊接效果不佳，影响其使用寿命和安全性。
一、焊接材料选择在焊接异种钢时，需要根据其化学成分及力学性能等因素，合理选择焊材。
焊材的选择需要考虑焊接材料的规格和特性，选材应该比母材强，或者至少等于母材的强度。
建议选择品质好的焊材，例如合适的高硬度、耐磨性好的钢。
当焊接碳钢、铁镍合金、不锈钢、铜合金等不同材质结构时，应选择相应的焊接材料，不能乱搭配。
二、焊接工艺要求在选择好合适的焊接材料之后，需要严格按照焊接工艺规范进行焊接。
不同的焊接工艺对于焊接材料的特性要求不同，如焊接温度、支撑剂和后续处理等都需要严格遵守。
在进行异种钢的焊接时，应该采用预先热处理的方法，通过热处理可以有效的消除焊接热应力和组织的变化，提高焊接接头的强度和对抗变形的能力。
三、焊接质量控制焊接是一项很精密的技艺，要保证焊接质量，首先要严格控制焊接的工艺。
异种钢的焊接在焊接过程中需要采用无砂洗工艺，清洗焊接材料表面的污渍、油污和水分。
焊接接头的角度和偏差也要控制在一定的范围之内。
在焊接过程中，还需要采用仔细评估和检测技术，包括焊接缺陷的检测、接头微观监测和验证以及保护气体的控制。
这些控制不仅可以确保焊接质量，还可以有效减少焊接污染和异常变化。
四、保持焊接人员的专业性焊接乃至于钢材加工都是一个需要专业技能和经验的行业，如果焊接人员没有足够的经验和技能，在焊接异种钢时就很容易出现一些问题。
因此，为了确保异种钢的焊接质量，焊接人员应该经过专业培训，在实际工作中积累经验。
总之，异种钢的焊接规范需要遵循一系列的技术、规格和标准等要求，需要专业技能和严格的焊接质量控制。
好的焊接质量需要从焊接过程开始，需要一步一步地做好每一道焊接工序，确保焊接接头的强度和耐用性。
异种钢焊接材料选用原则
表5-5-32 异种钢焊接材料的选用原则5.2 新型铁素体耐热钢与其它耐热钢异质接头焊接及焊后热处理工艺新型9%~12%Cr铁素体耐热钢与低合金耐热钢焊接（以P91与P22钢为例）(1) 焊接材料选用的可能类型美国AWS D10.8和英国BS2633工艺标准提供了一些指导性意见。
在AWS D10.8中列举了四种可能的选择。
a) 焊缝成分与低合金钢一侧材料的成分一致（低匹配）。
b) 焊缝金属与高合金材料侧成分一致，用9Cr-1Mo-V合金系统焊材（即高匹配）。
c) 焊缝金属取两种材料中间的成分如5CrMo或9CrMo（各部中间匹配）。
d) 焊缝金属采用镍基合金焊材。
(2) 焊接材料选用的原则及规范a) 基本原则焊缝金属须至少等于或高于两种材料中强度较低的一种钢，一般选择均偏向取低合金成分。
b) BS2633规范与基本原则相似，但建议涉及P91钢的异种钢焊接时，宜选用9CrMo 焊材。
尤其强调了镍基合金材料的采用。
c) AWSD 10.8规范则认为无须使用镍基，除非P91钢是与奥氏体不锈钢或镍基合金相焊接。
d) 镍基合金的使用在一定程度上影响NDT检测的范围。
(3) 焊接及焊后热处理工艺规范的规定a) 最合适的焊后热处理规范在P91异种钢焊接中极为重要。
b) 回火温度要兼顾平衡P91与P22（或其他低合金钢）的适用范围以及焊缝金属的最佳温度范围。
如P91为730℃~790℃，而P22为680℃~720℃，因此BS2633标准提出P91这种异种钢接头的热处理规范应是一种折衷的效果。
c) 回火温度具体确定一般采用P91钢的最低允许回火温度，但为取得最佳的抗蠕变性能，则应采用低合金钢侧的最高允许温度。
d) P91与P22异种钢常用回头规范为720℃~730℃，保温时间要应壁厚确定。
i.此规范能对P91钢HAZ进行足够的回火，而不会造成对P22钢的过回火；但不能有效地对采用2CrMo或9CrMo焊材的焊缝进行热处理。
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）
异种钢的焊接讲解
表1-18 不锈钢焊丝的铬镍当量值
焊丝牌号
化学成分（质量分数）（%）
铬当量 镍当量 图上
ω（C） ω（Mn）ω（Si）ω（Cr）ω（Ni）（%） （%） 位置
H1Cr19Ni9 0.07
1.22
0.46
19.2
8.50
19.89 11.15 c
H1Cr24Ni13 0.11 1.32 0.48 24.8 12.80 25.52 16.76 d
1、焊接方法选择
这类异种钢焊接时，选择焊接方法，除考虑生产和 具体条件外，关键是控制 熔合比，焊接时尽量减小熔合 比，以降低对焊缝的稀释作用。使用奥氏体钢或镍基合 金填充金属焊接或堆焊时，各种焊接方法可得到不同的 熔合比范围。
表1-19奥氏体不锈钢与珠光体钢焊接方法熔合比及特点 比较
序号 1 2 3 4 5
由图中可以看出,由于Q235低碳钢母材的稀释作用,焊缝
金属的铬镍当量减少,使得焊缝得到马氏体组织。为避免
焊缝得到马氏体组织,就必须选用含铬镍较高的填充材料
。
表1-17
1Cr18Ni9不锈钢和Q235低碳钢的铬镍当量值
母材
化学成分（质量分数）（%）
铬当量 镍当量 图上
ω（C） ω（Mn）ω（Si）ω（Cr）ω（Ni）（%） （%） 位置
计算公式为：
ω（Cr当量）=ω（Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb）% 图中纵坐标为镍（Ni）当量,即把焊缝金属中某些合金元
素的含量折算成镍的相当含量,其计算公式为:
ω（Ni当量）=ω（Ni+30C +0.5Mn）% 式中的元素符号为该元素在钢中的最高含量。当知道了 两种母材金属的化学成分后,将其分别折算成铬当量和镍 当量,然后根据镍当量和镍当量的值,在不锈钢组织图上找 出相应的点,再根据熔合比,就能估计出焊缝的组织状态。
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。
焊接异种钢的要求
焊接异种钢的要求(1)连接两种钢的焊缝应该是成形良好，无裂纹、未熔合等缺陷。
(2)异种钢焊接接头性能，通常做不到也不要求是两钢种的平均值，但焊接接头的力学性能不应低于两钢种中的较低者，其它性能(如耐腐蚀性)也不应低于两钢种中的较低者。
(3)异种钢的焊缝是由焊丝金属加上两母材钢种三者熔合而成。
一般说来，异种钢焊接时，应该力求焊接接头的化学成分均匀、金相组织均匀。
(4)异种钢焊缝和两种母材的化学成分相异，它们的导热系数和膨胀系数不同，焊后焊接接头中存在着较大的残余应力，当温度变化时还有温度应力，这些应力不应该导致构件的破坏.异种钢焊接的工艺原则异种钢焊接要获得良好的焊接接头，必须采取特殊的工艺措施。
由于异种钢种类繁多，工艺措施不全相同，但需要遵守以下几个共同原则。
1．选择合宜的焊丝异种钢的焊接质量，在很大程度取决于所选用的焊丝。
由于焊缝和熔合区的化学成分和金相组织的不均匀性，可能引起结合性能差和使用性能低。
选择焊丝时，首先考虑的是结合性能，其次才考虑使用性能。
还有当焊缝金属的强度和塑性不能相互兼顾时，应选用塑性好的焊丝。
两种强度等级不同的结构钢之间的异种钢焊接时，选用焊丝的原则是根据强度等级低的母材选择焊丝，这样可保证焊缝的塑性不低于强度等级高的母材的塑性.异种耐热钢焊接时，焊丝的选择按照“低匹配”的原则，即耐热钢和低碳钢或低合金钢焊接时，按低碳钢或低合金钢母材选用焊丝。
当不同Cr、Mo含量的异种耐热钢焊接时，按Cr、Mo含量低的耐热钢选用焊丝。
2．熔合比和坡口角度熔合比就是焊缝金属中被熔化的母材金属所占的百分比。
熔合比小就是焊缝中母材量小，而焊丝熔入到焊缝中量多。
两种不同钢组织的异种钢焊接时，希望焊缝金属中有比较多的焊丝熔入的量，这样焊缝的性能主要取决于焊丝，容易得到良好的焊接接头。
也就是说异种钢焊接要求熔合比小。
增大坡口，就是增加焊丝熔人焊缝的量，也即减小熔合比。
如果两种钢组织较接近的异种钢焊接时，则不宜采用大坡口和小熔合比。
异种钢焊接时存在的主要问题有
异种钢焊接时存在的主要问题有一、背景介绍异种钢焊接是指在钢结构建筑中，不同类型的钢材进行焊接连接。
在现代建筑和制造业中，异种钢焊接被广泛应用于桥梁、大型设备和管道等领域。
然而，在实际操作中，我们经常会遇到一些问题和挑战。
本文将讨论异种钢焊接时存在的主要问题，并提出相应的解决方案。
二、不同材质之间的热膨胀系数差异1.问题描述由于不同材质具有不同的热膨胀系数，当它们被焊接在一起时，温度变化会导致组件的形变和应力集聚。
2.解决方案为了减少因热膨胀引起的应力，可以采取以下措施：- 按照设计要求选择合适的预留量：根据设计规范和使用条件，合理计算并设置预留量，以允许材料发生适当的膨胀和收缩。
- 采用缓冲层或垫片：在不同材质之间添加缓冲层或垫片可以补偿其热膨胀系数差异，减少应力集聚。
- 控制焊接温度和速度：通过控制焊接过程中的温度和速度，可以减小组件的形变幅度和应力。
三、不同材质之间的化学反应1.问题描述当不同材质之间发生焊接时，可能会出现化学反应。
这些反应可能导致焊缝区域的脆性、裂纹等问题。
2.解决方案为了避免化学反应对焊接质量造成的影响，可以采取以下措施：- 预先识别材料之间的化学反应：通过实验和分析，预先确定不同材质之间可能发生的化学反应。
根据测试结果选择合适的焊接方法和辅助材料。
- 使用合适的填充材料：选择与基材相容性好、能够抵御化学反应的填充材料。
这样可以在一定程度上防止异种钢焊接时出现脆性裂纹等问题。
四、强度不匹配引起的弱点问题1.问题描述由于不同钢材具有不同的力学性能，异种钢焊接会产生强度不匹配问题，从而导致焊接弱点区域。
2.解决方案为了解决强度不匹配引起的问题，可以考虑以下措施：- 采用过渡材料或复合材料：在异种钢焊接区域使用能够兼顾不同材质特性的过渡材料或复合材料，以提高焊缝的强度和韧性。
- 优化焊接工艺参数：通过优化焊接工艺参数，如焊接电流、速度等，可以减小强度差异对焊缝造成的影响。
五、其他问题与解决方法除了上述主要问题外，异种钢焊接中还可能遇到以下问题，并提出相应的解决方法：1. 气孔问题：采用合适的气体保护措施和操作技术，如增加惰性气体保护、减小氧气含量等。
A333GR.6低温钢与304L不锈钢异种钢管道的焊接
A333GR.6低温钢与304L不锈钢异种钢管道的焊接作者：全源梁会涛李登攀来源：《中国高新技术企业》2013年第19期摘要：文章通过对低温钢与奥氏体不锈钢异种钢焊接性分析，介绍了A333GR.6与304L 异种钢管道焊接接头的焊材选用、焊接工艺及焊接过程中的注意事项。
实践证明，合理控制焊接工艺，能够获得满意的异种钢接头，保证工程的安全运行。
关键词：异种钢；焊接材料；焊接工艺中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0076-02在石油化工行业中，异种钢的焊接应用越来越多。
异种钢焊接结构除了能满足耐高温、耐腐蚀和耐磨损的要求外，还能节省成本，节约使用大量的贵金属，因此，异种钢焊接方法已成为石油化工行业中非常重要的一种焊接方法。
A333GR.6低温钢和304L奥氏体不锈钢都是美国ASTM牌号的钢种，已广泛应用于石油化工建设行业中，但这两种材质的异种钢焊接目前经验较少，为保证接头的焊接质量，对其焊接工艺进行具体的分析，并为同类焊接提供经验。
1 两种异种钢焊接性分析A333GR.6属于低温用碳钢，通常在最低冲击温度为-46℃的条件下使用；A312GR.304L为奥氏体不锈钢，通常可用于温度达-196℃的工况。
两种材质都可用于低温工况，分属低温用钢的无镍钢和含镍钢。
两种钢的化学成分和力学性能如表1和表2所示。
A333GR.6低温钢含碳量较低（一般在0.10%～0.24%之间），淬硬及冷裂倾向都较小，韧性和塑形较好，焊接时一般不易产生硬化组织和裂纹缺陷。
A312GR.304L奥氏体不锈钢具有超低的碳含量，使得在近焊缝的热影响区中尽量少地析出碳化物，从而大大地降低晶间腐蚀的风险。
由于两种钢的组织形态完全不一样，物理性能和化学成分差别较大，在焊接过程中易出现以下问题：（1）焊缝金属的稀释。
如果焊缝填充金属成分不当，易导致焊接接头合金元素被稀释，形成奥氏体的元素含量不足，接头出现淬硬组织，从而导致接头性能的下降；采用Ni>12%的焊接材料，能有效避免焊缝中淬硬组织的产生。
第三节 异种钢的焊接要点
第三节异种钢的焊接要点异种钢焊接的主要问题是熔合线附近的金属韧性下降。
由于焊件经受加热和冷却的作用，在熔合线附近产生脆性的马氏体组织和渗碳层，若再受到热应力的作用，就很易产生裂纹。
焊接参数、接头形式、预热温度及操作技术等直接决定着焊缝的稀释率。
而稀释率又取决于母材金属的熔合比，如图2-1和式(2—2)所示。
当用E308-16、E308-15型焊条焊接奥氏体钢与低碳钢，或焊接异种低合金钢时，即使焊缝的稀释率控制在20%左右，也容易在熔合线附近出现脆性的过渡层：其宽度为0.1--0.8mm，金相组织属于马氏体类型，显著地恶化了接头的质量。
异种钢焊接接头的设计，应有助于焊缝稀释率的减少，应避免在某些焊缝中产生应力集中。
较厚的焊件对接焊时宜用X形坡口或双U形坡口，这样稀释率及焊后产生的内应力较小，但坡口的根部必须焊透。
如受结构限制而只能采用单面焊双面成形工艺时，则先用手工钨极氩弧焊进行打底层焊接，从第二层开始改用焊条电弧焊。
厚度相差较大的焊件，为防止产生过大的应力集中，不推荐采用异种钢焊接。
焊缝的稀释率与钢材的合金含量有关，在同样的熔化面积下，随着合金含量的增多而稀释率增大。
珠光体耐热钢单层对接焊的稀释率在20%～40%。
奥氏体不锈钢的稀释率比珠光体钢约高10%～20%。
焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊条摆动方法及焊接层数的选择，应以减少母材金属的熔化和提高焊缝的堆积量为主要原则。
为减少焊缝金属的稀释率，一般采用小电流、细直径焊条及高的焊接速度进行焊接。
随着焊接电流的增大，焊缝稀释率增大。
采用多层多道焊，对于避免接头中的冷裂纹有着显著的效果。
当被焊的两种钢材之一是淬硬钢时，必须进行预热，其温度应根据焊接性差的钢材选择。
用奥氏体钢焊条焊接异种钢接头时，可适当降低预热温度或不预热。
焊接复杂结构时，先分件组装焊接，然后再整体拼装焊接比整体组装焊接好，有助于减小刚度及焊接残余应力。
装配时的定位焊截面不能太薄。
奥氏体不锈钢与其他钢材对接焊时，可在非不锈钢一侧的坡口边缘预先堆焊一层高铬高镍的金属，焊条牌号选用E309-16、E309-15。
压力容器制造中异种钢的焊接
压力容器制造中异种钢的焊接摘要：在压力容器设计中，为保证其使用性能和工艺性能，以及制造成本控制的需求，往往需要选用异种钢进行搭配。
本文对压力容器异种钢相焊时焊接材料的选择，焊接工艺以及焊接质量控制要点进行阐述。
关键词：压力容器；异种钢；焊接材料；焊接工艺随着现代工业的发展，对钢制压力容器的性能提出了更高的要求，如高温屈服强度、持久强度、低温韧性、材料的耐磨性及耐腐蚀性等等。
单一金属材料一般不能满足这些使用要求，即使有些材料性能比较理想，但价格比较昂贵，得不到广泛推广。
而随着焊接技术的发展，异种钢焊接工艺逐渐成熟，并得到了广泛应用，这既满足了压力容器的各种性能要求，同时还降低了生产成本。
异种钢的焊接特点在于：异种钢之间性能上的差别大，与焊接同种钢相比要困难，最突出的问题是焊接接头的化学成分不均匀及因此引起的组织不均匀性、不稳定性，以及力学性能的复杂性等。
为保证焊接接头的使用性能和工艺性能，需要正确选用焊接材料，制定适宜的焊接工艺和焊后热处理工艺、以及严格的焊接质量控制。
一、制定适宜的焊接工艺因不同钢材在物理性能和化学成分上有所差异，给异种钢的焊接带来一定难度。
制定正确的焊接工艺是保证异种钢焊接接头不产生裂纹或其它缺陷，使接头组织、力学性能，耐热性、耐磨蚀性等能够满足设计和使用要求的关键。
焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接工艺参数、预热及焊后热处理、焊接工艺评定等。
1、焊接方法的选择选择焊接方法时要考虑到焊接热输入对焊接接头的影响，结合异种钢的焊接性，组织和化学成分的要求等合理选用。
在条件允许的情况下也可以选用钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、埋弧焊等等。
因焊条的种类非常齐全，可根据不同异种钢的焊接灵活选用，适应性强，故而使用也是最广泛的。
2、焊接材料选用异种钢的焊接，工艺人员需要对压力容器异种钢母材有充分的了解，分析它们的焊接性和焊接接头的使用性能，从而选用合适的焊接材料。
若焊接材料选择不当，则很可能造成焊接裂纹，更有甚者会出现焊接接头达不到设计和使用要求的问题产生。
异种金属的焊接
二、焊接方法
焊条电弧焊；
气体保护电弧焊；
手工钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面；（重要的高压管道）
三、预热温度和层间温度
焊前预热（定位焊、正式焊），温度根据珠光体耐热钢的要求选择。
可以整体或局部预热。对于焊接结构刚度比较大、质量要求高的产品， 最好采用整体预热，且多层焊时层间温度不能低于预热温度，并一直 要保持到焊接结束。
四、焊接材料和坡口
焊接材料选择：焊接时，应根据钢材的力学性能来选择相应强度等级 的焊接材料，而不是根据珠光体耐热钢的化学成分来选择焊接材料。
坡口的选择原则：珠光体耐热钢的熔合比越小越好。
目的：减少热影响区淬硬的马氏体组织，避免或出现冷裂纹。
五、焊后热处理
为了减少焊接接头的残余应力，消除延迟裂纹，改善焊接接头 的力学性能，防止在使用过程中产生变形，焊后必须进行回火 处理。 焊后热处理的温度要以珠光体耐热钢为基准。
6.珠光体耐热钢与低合金钢的焊接
一、焊接性
主要问题：焊接接头的热影响区或熔合区容易产生冷裂纹。 应对措施：
①选择合理的结构形式；（避免焊接接头应力过于集中，减少T形和十字 接头的焊接结构）
②严格控制氢的来源；（严格清理、清洗焊丝，烘干焊剂和焊条，选择低 氢型焊条，彻底清理坡口两侧15mm内的油污、铁锈和油漆）
4）焊接热输入
为了减小淬硬倾向和消除冷裂纹，使氢溢出，可采用较大的热输 入（线能量）。即在电弧电压不变的情况下，采用较大的焊接电 流和较慢的焊接速度。
5）焊后热处理
根据低合金钢决定是否需要焊后热处理。
对于强度等级大于500MPa、具有延迟裂纹倾向的低合金钢来说， 焊后应及时进行高温回火，使氢扩散析出。
同种异材钢及异种钢的焊材选用规则
一、低碳钢与低合金钢同种异材钢的焊接低碳钢与低合金钢都属于普通铁素体钢，它们之间的焊接以及不同材质的低合金钢之间的焊接属于同种异材钢的焊接。
这类钢之间的焊接按低档材质，指强度级别或合金元素含量低的材质选择焊接材料，以保证焊缝金属性能满足低档材料就可以。
选择低档材料也比高档材料焊接性能好，价格较为便宜，有利于降低制造成本。
二、低合金与中合金钢耐热钢的焊接由于同种异材钢焊缝化学成份的不连续性，会产生性能的不连续性。
如果这种不连续性对使用性能产生较大影响，就不能按低档原则选择焊接材料。
例如SA213-T91与SA213-T22材料的焊接，如果按通常的低档原则，选择2.25Cr-1MO的焊接材料进行焊接，那么在T91一侧的熔合线附近的T91母材会严重增碳，产生脱增层，同时T91一侧的熔合线附近的焊缝严重脱碳，产生脱碳层。
这是由于T91含铭量9%左右，2.25Cr-1Mo焊丝含碳量2.25%左右，那么在焊后退火处理后z T91一侧的热影响区铭的含量远远大于焊缝一侧铭的含量，大量的碳会向母材偏移产生增碳层，造成硬度增加，组织更加淬硬，而焊缝一侧严重脱碳，硬度偏低，组织软化，使接头性能恶化。
如果选用9Cr-1Mo焊接材料，在T22熔合线一侧又会产生焊缝增碳，母材脱碳现象。
三、异种钢焊接的焊接材料选择碳素钢、低合金钢与奥氏体不锈钢异种钢焊接，应根据接头的工作温度，接头的受力工况来选择焊接材料。
当承载承压的这类异种钢接头工作温度在315。
C以下，可选用高Cr、Ni合金含量的奥氏体不锈钢焊接材料。
按照碳素钢（合金钢）与奥氏体钢的化学成份多少和焊接的熔合比大小，根据某种银当量、铭当量组织图选择合适Cr、Ni含量的奥氏体不锈钢焊接材料，以避免焊缝产生大量的马氏体组织。
当然在碳素钢或低合金钢熔合线附近会产生狭小的马氏体带，通过减少焊接材料的碳含量，使马氏体组织为塑性较好的低碳马氏体，也能保证接头具有良好的性能。
当承载承压的异种钢接头，在温度315。
异种钢的焊接总结
异种材料的分类与组合：异种材料的焊接由于兼顾不同材料的优势，在机械、化工、航空、核电等领域应用非常较广，其中最常见是异种钢的焊接构件。
主要有以下几种情况：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；例如：低碳钢与铬钼耐热钢之间的焊接2、母材金相组织不同的异种钢的焊接。
3、复合材料焊接结构件。
异种材料的焊接：指将不同化学成分、不同组织性能的两种或两种以上的材料，在一定工艺条件下焊成满足设计要求和使用要求的构件。
（1）异种材料焊接性分析①物理性能差异T熔不同→焊缝熔化和结晶状态不一致，力学性能变坏；例如：低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金属产生未熔合。
λ不同→接头产生较大的焊接应力和变形，焊缝及HAZ易开裂。
α和C不同→热输入失衡．熔化不均和改变焊缝及其两侧的结晶条件。
例如：热导率高的金属热影响区宽，冷却速度快容易淬硬，而热导率低的金属则发生过热电磁性不同→焊接电弧不稳，焊缝成形差例如：有磁性金属和无磁性金属组合，当采用直流电弧或电子束方法焊接时会因磁场的作用，使电弧偏吹或电子束偏离其轴线(偏向磁铁体一侧)，其后果是磁铁体金属熔化量过大，产生过分稀释，或无磁性金属根部未熔合等缺陷。
力学性能不同→接头力学性能不均匀，恶化接头质量。
②结晶化学性能差异结晶化学性差异（晶格类型、晶格常数、原子半径、原子外层电子结构等）决定两种材料在冶金学上的相容性－无限固溶、有限固溶、形成化合物、产生中间相以及不能形成合金。
当两种材料液固状态下均互溶时，可形成一种新相(固溶体)，这两种材料之间便具有冶金“相溶性”，原则上是可焊的。
例如Cu-Ni（匀晶相图③材料的表面状态材料的表面状态（表面氧化层、结晶表面层、吸附的氧离子、水分、油污、杂质等）直接影响材料的焊接。
④过渡层的控制异种金属焊接时，必产生一层成分、组织、及性能与母材不同的过渡层，其性能很大程度上决定了整个接头的性能。
例如：熔合比越大，焊缝金属与母材的差异越大，过渡层越明显；液态熔池停留时间越长，则焊缝金属混合越均匀，过渡层不明显。
异种钢的焊接总结
异种材料的分类与组合:异种材料的焊接由于兼顾不同材料的优势,在机械、化工、航空、核电等领域应用非常较广,其中最常见是异种钢的焊接构件。
主要有以下几种情况: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;例如:低碳钢与铬钼耐热钢之间的焊接2、母材金相组织不同的异种钢的焊接。
3、复合材料焊接结构件。
异种材料的焊接:指将不同化学成分、不同组织性能的两种或两种以上的材料,在一定工艺条件下焊成满足设计要求和使用要求的构件。
(1)异种材料焊接性分析①物理性能差异T熔不同→焊缝熔化和结晶状态不一致,力学性能变坏;例如:低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金属产生未熔合。
λ不同→接头产生较大的焊接应力和变形,焊缝及HAZ易开裂。
α和C不同→热输入失衡.熔化不均和改变焊缝及其两侧的结晶条件。
例如:热导率高的金属热影响区宽,冷却速度快容易淬硬,而热导率低的金属则发生过热电磁性不同→焊接电弧不稳,焊缝成形差例如:有磁性金属和无磁性金属组合,当采用直流电弧或电子束方法焊接时会因磁场的作用,使电弧偏吹或电子束偏离其轴线(偏向磁铁体一侧),其后果是磁铁体金属熔化量过大,产生过分稀释,或无磁性金属根部未熔合等缺陷。
力学性能不同→接头力学性能不均匀,恶化接头质量。
②结晶化学性能差异结晶化学性差异(晶格类型、晶格常数、原子半径、原子外层电子结构等)决定两种材料在冶金学上的相容性-无限固溶、有限固溶、形成化合物、产生中间相以及不能形成合金。
当两种材料液固状态下均互溶时,可形成一种新相(固溶体),这两种材料之间便具有冶金“相溶性”,原则上是可焊的。
例如Cu-Ni(匀晶相图③材料的表面状态材料的表面状态(表面氧化层、结晶表面层、吸附的氧离子、水分、油污、杂质等)直接影响材料的焊接。
④过渡层的控制异种金属焊接时,必产生一层成分、组织、及性能与母材不同的过渡层,其性能很大程度上决定了整个接头的性能。
例如:熔合比越大,焊缝金属与母材的差异越大,过渡层越明显;液态熔池停留时间越长,则焊缝金属混合越均匀,过渡层不明显。
焊接异种钢的要求
焊接异种钢的要求(1)连接两种钢的焊缝应该是成形良好，无裂纹、未熔合等缺陷。
(2)异种钢焊接接头性能，通常做不到也不要求是两钢种的平均值，但焊接接头的力学性能不应低于两钢种中的较低者，其它性能(如耐腐蚀性)也不应低于两钢种中的较低者。
(3)异种钢的焊缝是由焊丝金属加上两母材钢种三者熔合而成。
一般说来，异种钢焊接时，应该力求焊接接头的化学成分均匀、金相组织均匀。
(4)异种钢焊缝和两种母材的化学成分相异，它们的导热系数和膨胀系数不同，焊后焊接接头中存在着较大的残余应力，当温度变化时还有温度应力，这些应力不应该导致构件的破坏.异种钢焊接的工艺原则异种钢焊接要获得良好的焊接接头，必须采取特殊的工艺措施。
由于异种钢种类繁多，工艺措施不全相同，但需要遵守以下几个共同原则。
1．选择合宜的焊丝异种钢的焊接质量，在很大程度取决于所选用的焊丝。
由于焊缝和熔合区的化学成分和金相组织的不均匀性，可能引起结合性能差和使用性能低。
选择焊丝时，首先考虑的是结合性能，其次才考虑使用性能。
还有当焊缝金属的强度和塑性不能相互兼顾时，应选用塑性好的焊丝。
两种强度等级不同的结构钢之间的异种钢焊接时，选用焊丝的原则是根据强度等级低的母材选择焊丝，这样可保证焊缝的塑性不低于强度等级高的母材的塑性.异种耐热钢焊接时，焊丝的选择按照“低匹配”的原则，即耐热钢和低碳钢或低合金钢焊接时，按低碳钢或低合金钢母材选用焊丝。
当不同Cr、Mo含量的异种耐热钢焊接时，按Cr、Mo含量低的耐热钢选用焊丝。
2．熔合比和坡口角度熔合比就是焊缝金属中被熔化的母材金属所占的百分比。
熔合比小就是焊缝中母材量小，而焊丝熔入到焊缝中量多。
两种不同钢组织的异种钢焊接时，希望焊缝金属中有比较多的焊丝熔入的量，这样焊缝的性能主要取决于焊丝，容易得到良好的焊接接头。
也就是说异种钢焊接要求熔合比小。
增大坡口，就是增加焊丝熔人焊缝的量，也即减小熔合比。
如果两种钢组织较接近的异种钢焊接时，则不宜采用大坡口和小熔合比。
异种钢的焊接
异种钢的焊接（一）现代钢结构制造中，异种低合金钢得到越来越广泛的应用。
采用异种低合金钢制造焊接结构，不仅能满足不同工作条件对钢材提出的不同的要求，而且还能节省高合金钢，降低成本和简化制造工艺，充分发挥不同材料的性能优势。
在某些条件下，异种低合金钢结构的综合性能超过单一钢结构。
异种低合金钢制成的焊接结构在机械、化工、石油及反应堆工程等行业应用广泛。
1．异种珠光体钢的焊接1.1 焊接特点在钢结构的焊接制造中，经常遇到不同强度级别异种珠光体钢的焊接。
采用异种珠光体钢的焊接结构，不但经济合理，还能够提高整体焊接结构的使用性能。
这些焊接任务是在下列条件下提出的。
①根据结构承受载荷的分布情况，对不同受力条件的零件或部件，在设计时就规定了采用不同强度级别的钢种。
②在锻、铸与轧材的联合焊接结构中，各组成零件的钢号、状态、化学成分不同。
③特种用途的结构中，由于结构各个部位工作介质或工作条件不同，各零、部件分别采用专业钢种与一般钢种。
④由于钢材品种多，生产现场规格不齐，致使制造过程中要求代用材料。
碳含量是决定珠光体钢在焊接中淬硬倾向的主要元素。
含碳量低于0.25％的碳钢，采用常规方法进行焊接，近缝区不会产生淬硬组织，焊接性良好。
钢的含碳量超过0.25%时，在焊接中开始出现淬硬倾向。
含碳量越高，热影响区的淬硬倾向越大。
为了避免在焊接热影响区形成脆性的马氏体组织并引发裂纹，应采用合理的工艺措施，包括合理的焊接次序、预热、最佳工艺参数等。
实践中，对于异种珠光体钢焊接结构件，只要焊缝金属的强度不低于构件中强度较低的一种钢材就可以满足对接头性能提出的强度要求。
对于相同金相组织类型的钢材，热物理性能没有很大差异，不同钢种之间的焊接最常用的方法是熔焊。
焊接材料一般选择与母材金相组织相同的金属，且熔敷金属成分接近于强度较低一侧钢材（异种钢中合金化程度小的钢材）的成分。
预热温度及热处理工艺一般按合金化程度高的母材确定。
1.2 焊接材料的选用异种珠光体钢焊接时，按强度较低一侧钢材的强度要求选择焊接材料，熔敷金属的化学成分与强度较低一侧钢材的成分接近，但焊缝的热强性应等于或高于母材金属。
异种金属焊接材料匹配
异种金属焊接材料匹配在焊接工艺中，异种金属的焊接是一项具有挑战性的任务。
由于不同金属材料的熔点、热膨胀系数和化学成分等特性存在差异，因此确保焊接接头的稳固性和强度成为一项重要任务。
为了克服这些困难，焊接工程师们研究并开发了多种异种金属焊接材料匹配技术。
一、异种金属焊接材料匹配的重要性异种金属的焊接在工业生产中应用广泛。
例如，在制造行业中，常见的外壳焊接、管道连接和电路板焊接等工艺都需要异种金属间的连接。
确保金属焊接接头的可靠性和稳定性对产品质量和安全性具有重要影响。
因此，选择正确的异种金属焊接材料匹配方法对于确保焊接接头的可靠性和强度至关重要。
二、焊接过程中的材料选择在进行异种金属焊接时，工程师们首先需要选择合适的材料来实现匹配。
具体的选择方法如下：1. 确定焊接金属的材料性质：包括熔点、热膨胀系数、化学成分等。
通过分析以上因素，可以得出不同金属的特性差异，从而为后续的材料选择提供依据。
2. 确定焊接接头的使用环境：不同的使用环境对焊接接头的要求不同。
例如，高温环境下需要选择具有良好耐高温性能的材料，耐腐蚀环境下需要选择具有良好抗腐蚀性能的材料。
根据使用环境的不同选择合适的材料可以提高焊接接头的稳定性和寿命。
三、异种金属焊接材料匹配的常见方法在进行异种金属焊接时，有多种方法可用于实现材料匹配。
以下是几种常见的异种金属焊接材料匹配方法。
1. 中间材料法：使用一个中间材料作为过渡层，连接异种金属。
这种方法通常适用于两种金属的化学成分差异较大的情况。
中间材料应选择具有良好的可溶性，并且可以与两种异种金属进行良好的连接。
2. 插片法：将一个具有良好焊接性能的金属插在两种异种金属之间，然后通过焊接固定。
这种方法适用于熔点较高的金属，如钨、钼等。
通过插片法可以避免熔点差异带来的困扰，提高焊接接头的可靠性。
3. 热扩散法：通过在焊接过程中加热异种金属，使其熔点降低，然后进行焊接。
这种方法适用于两种金属的熔点差异较大的情况。
P280GH与A335P22超强匹配焊材焊后热处理工艺
P280GH与A335P22超强匹配焊材焊后热处理工艺张学锋;郭国均【摘要】P280GH与A335P22异种钢焊接选用焊材方式有三种:低强匹配、等强匹配和超强匹配,根据焊接接头对强韧性的需求来决定采用何种匹配,一般采用低强匹配、等强匹配较多,也就是选择与P280GH侧匹配的焊材或介于P280GH与A335P22之间焊材匹配的焊材.当焊接材料选择超强匹配(与A335P22侧匹配)时,为了获得焊接接头合理的强韧性,对焊后热处理规范的选择,应综合考虑相关因素.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2013(043)011【总页数】4页(P19-22)【关键词】P280GH与A335P22异种钢;高匹配焊材;热处理;接头性能【作者】张学锋;郭国均【作者单位】浙江省火电建设公司,浙江杭州310016;浙江省火电建设公司,浙江杭州310016【正文语种】中文【中图分类】TG457.10 前言某电厂主蒸汽管道旁路安装中有P280GH和A335P22异种钢焊缝，规格为φ114 mm×14 mm、φ406 mm×23.83 mm。
焊接前对这两种规格的材料进行焊接工艺评定试验，由于业主要求，焊接材料选用的是高匹配，即焊丝为TGS-2CML、焊条为R407。
在试验过程中发现，选择高匹配焊材时，薄壁管道和厚壁管道在焊后选择热处理规范时是可以不一样的。
1 可焊性分析P280GH钢属于AⅡ类碳素钢，A335P22钢属于BⅠ类珠光体钢，具体化学成分如表1所示。
根据碳当量公式CE(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15（单位：%）计算可知，P280GH钢的碳当量值为0.39%，碳当量小于0.4%属于可焊性好的钢材，不需采取其他措施；A335P22钢的碳当量值为0.8%，大于0.6%属于可焊性差的钢材，钢材易于淬硬，焊接前需预热，焊后需进行焊后热处理措施。
焊接工艺评定执行的规范是DL/T 868-2004[1]标准，规范推荐的工艺[2]是焊接材材选用低匹配（P280GH侧），预热温度选高匹配（P22侧），焊后热处理温度选低匹配（P280GH侧），由于业主要求因此实际选用的焊材为高匹配（P22侧）。
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不同匹配SA335P91/12Cr1MoV异种钢接头力学性能研究/Study on the mechan ical properties of welded joints o f Heterogeneous steels (SA335P91 a nd 12Cr1MoV)
随着电力工业的迅速发展，我国火电机组现在主要为300MW，600MW级的亚临界压力机组。
在主蒸汽运行温度为540℃和工作压力为16MPa或24MPa时，采用传统的12Cr1MoV耐热钢已经不能满足使用要求，目前广泛采用进口的SA335P91钢，虽然SA335P91钢能够满足生产实际要求，但价格昂贵，生产中必然面临SA335P91/12Cr1MoV异种钢的焊接问题。
目前生产中通常采用低匹配(焊接材料的强度与低强度12Cr1MoV母材的强度相近为低匹配)，中匹配(所选用焊接材料的强度介于两侧母材强度之间为中匹配)和高匹配(所选用焊接材料的强度与高强度SA335P91母材的强度相近为高匹配)进行施工，三种匹配哪种更佳是生产中最为关心的问题，所以合理评估三种匹配的性能无疑具有非常现实的意义。
通过用光学显微镜、扫描电镜、电子拉伸、示波冲击、硬度等试验方法对SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的组织和性能进行了系统地研究，结果表明： SA335P91/12Cr1MoV异种钢三种匹配的焊缝组织均为回火索氏体，SA335P91母材组织为回火索氏体，12Cr1MoV母材组织为铁素体＋珠光体。
三种匹配的12Cr1MoV一侧的近缝区有脱碳层，其相对应的焊缝金属有增碳层，低匹配脱碳层窄，中匹配脱碳层较宽，高匹配脱碳层最宽。
三种匹配的焊接接头焊缝金属的维氏硬度均高于两侧母材，高匹配的力学性能不均匀程度最严重，其次为中匹配、低匹配。
三种匹配的异种钢焊接接头室温具有良好的塑性，随着温度的增高，三种匹配焊接接头的屈服强度、抗拉强度均降低，断面收缩率和延伸率均上升，静力韧度下降，其中高匹配的静力韧度下降最为显著。
低匹配、中匹配、高匹配的异种钢焊接接头其焊缝金属的脆性转变温度(FATT)分别为7 8℃、79℃、91℃。
SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的综合性能为低匹配焊接接头最佳、中匹配次之、高匹配最差。