异种金属焊接资料
浅谈异种金属的焊接
浅谈异种金属的焊接随着人们对于金属材料需求的不断推进，金属材料的种类也变得多种多样，除了常见的铁、铝、铜等金属之外，异种金属的出现也逐渐增多，比如说钛合金、镍基合金、钨合金等。
然而，由于异种金属在性质上有着明显的差异，对于金属的连接也提出了挑战。
本文将就异种金属焊接这一话题进行讨论，让大家更好地了解异种金属的焊接技术以及影响焊接质量的参数。
一、异种金属焊接的难点一般情况下，在焊接过程中，想要较好地实现异种金属的连接，需要快速冷却过程中所产生的热应力精确掌握。
然而，异种金属的导热系数不同，这就导致了焊接中的材料温度差异过大，使得焊接材料在快速冷却的过程中产生了内应力，从而使焊接后的材料产生了部分或者全部的塑性损失。
此外，由于采用的焊接材料和基材不同，若没有采取合适的操作方法，则会出现焊缝溢铜、堆积、熔池不稳定等缺陷，从而导致焊接质量不达标。
二、异种金属焊接的方法1.钎焊法钎焊法是一种常用的异种金属焊接方法。
钎焊是通过钎料与金属接触，由于钎料的熔点较低，因此采用加热方法使钎料熔化，并在加热的同时，使得钎料与基材间有一定的接触。
在钎焊的过程中，钎料中液相沿着毛细作用向着焊缝两侧扩散，从而实现了金属的连接。
由于钎焊有着低热输入、宽焊缝等优点，因此也被广泛应用于异种金属的连接。
2.电弧焊法电弧焊法是一种通过电弧来完成金属连接的方法。
这种焊接方法通常适用于连接相对较厚的金属板材。
在焊接时，通过高压交流电形成一定的电弧，在钨极上集中高温点，然后将其焊接材料加热熔化，并实现异种金属的连接。
这种方法的优点是可焊接厚度大、连接牢固，而缺点则是加热温度高、变形容易，需要一定的技术经验和操作技巧才能操作。
3.激光焊法激光焊法是一种高能、高质量的焊接方法。
它通过聚焦激光束，实现异种金属的加热和熔化，从而完成焊接过程。
相比于其他一些焊接方法，激光焊法有着加热温度高、作业速度快、精度高的优点，因此在异种金属的焊接中，也有着广泛的应用。
2024年浅谈异种金属的焊接
2024年浅谈异种金属的焊接一、异种金属定义异种金属，顾名思义，指的是在化学成分、物理性能以及机械性能等方面存在显著差异的两种或多种金属。
在实际应用中，由于不同金属具有各自独特的优点，异种金属的连接需求应运而生。
这种连接不仅要求保持原有的金属特性，还需要确保连接处的强度和密封性，因此，异种金属的焊接成为一项重要技术。
二、焊接性评估在进行异种金属焊接之前，首先需要对两种金属的焊接性进行评估。
这包括对金属的化学成分、物理性能、机械性能以及热处理性能的全面分析。
通过对比两种金属在这些方面的差异，可以预测焊接过程中可能遇到的问题，并据此选择合适的焊接方法和材料。
三、焊接方法选择异种金属焊接的方法选择需要考虑多种因素，如金属的种类、厚度、结构形式以及焊接要求等。
常见的焊接方法包括电弧焊、激光焊、等离子焊等。
在选择焊接方法时，需要确保焊接过程中的热量输入、熔池形成和冷却速度等参数能够满足异种金属焊接的要求，以获得高质量的焊接接头。
四、焊接材料选用焊接材料的选择对于异种金属焊接的成功至关重要。
在选择焊接材料时，需要考虑母材的化学成分、力学性能以及焊接工艺要求。
通常情况下，焊接材料的成分应介于两种母材之间，以确保焊接接头在性能上能够与母材相协调。
此外，焊接材料的熔点和热膨胀系数等特性也需要与母材相匹配，以避免产生焊接缺陷。
五、焊接工艺参数焊接工艺参数的选择直接影响到焊接接头的质量和性能。
在异种金属焊接中，需要特别关注焊接电流、电压、焊接速度、预热温度等参数的设置。
这些参数的选择需要综合考虑金属的种类、厚度、热导率以及热膨胀系数等因素。
通过合理的工艺参数设置，可以获得良好的焊缝成形和焊接接头性能。
六、焊接接头设计焊接接头的设计对于异种金属焊接同样重要。
在接头设计时，需要充分考虑应力分布、热传递以及变形等因素。
合理的接头设计可以减少焊接过程中的应力集中和变形，提高焊接接头的强度和密封性。
同时，还需要考虑接头的可维修性和可检查性，以便在必要时进行修复或更换。
51异种金属焊接特点新
异种金属焊接特点
异种钢接头的焊缝由母材和填充金属组成，由于母材的熔入而 使焊缝稀释，其稀释的程度由母材熔入焊缝的百分比决定。
在合金元素烧损忽略不计的情况下，如果只知道焊缝的化学成 分，便可以用舍夫勒组织图来推算焊缝金属的金相组织。
钢与有色金属的焊接
类
异种金属的组合
按 接 头 形 式 分 类
异种金属焊接特点
一、异种金属材料焊接接头的特点
1．化学成分的不均匀性 异种金属焊接时，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有明显 的差别。随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂、保护气体种 类的不同，焊接熔池的行为也不一样。因而，母材的熔化量也将随 之而不同。熔敷金属与母材熔化区的化学成分由于相互稀释也将发 生变化。由此可见，异种金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程 度，不仅取决于母材和填充材料各自的原始成分，同时也随焊接工 艺而变化。例如异种金属施焊时所用的焊接电流要尽量小，熔深要 浅则受稀释的影响就小。
异种金属焊接特点
E308-15、E309-15型焊条的熔敷金属是完全奥氏体组织。其焊 缝组织应处在该钢与焊条图中两点额连线上，并取决于焊接时的稀 释率。
E308-15焊条，焊缝金属的稀释率＜18%时，为A+F；18%-48% 时为A+M；＞48%全部为M。几乎不选用。
异种金属焊接特点
E309-15型焊条，焊缝金属稀释率＜20%，焊缝组织为A+F；20%60%时为A+M；＞60%全部为M。故稀释率＜36%。
异种金属焊接特点
2．组织的不均匀性 由于焊接热循环的作用，焊接接头各区域的组织也不同，而
且，往往在局部的地方出现相当复杂的组织结构。根据舍夫勒 组织图和稀释率可以确定异种金属焊接接头中焊缝区的组织结 构。组织的不均匀性，决定于母材和填充材料的化学成分，同 时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以及焊后热处理过程有 关，若能在工艺上适当调整，可以是焊接接头的组织不均匀程 度得到一定改善。
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）
异种钢焊接规范
异种钢焊接规范钢材是目前建筑、制造业中应用最广泛的金属材料，它的优强特性成为其优于其他金属材料的原因。
但是，钢材的不同种类直接导致了它们在焊接时的表现也不同。
异种钢的焊接是比较棘手的问题，也是焊接技术的一个重点和难点。
1.什么是异种钢异种钢是指成分不同或属于不同材料的两种或以上钢种，如钢和铝、钢和铜、镍合金等。
钢珠镍等异种材料都是比较常见的异种钢。
2. 异种钢焊接的挑战异种钢焊接相较于同种钢焊接更具挑战性且难度较高，这是由两种不同材料、不同基态、不同熔点和热膨胀系数的相互作用引起的。
错误的焊接可能会导致焊接处的裂纹、变形、裂纹延伸等问题。
3. 异种钢焊接规范(1)在异种钢焊接之前，应该先确定两种钢的成分和基本性能，选择适合的焊接材料和焊接工艺。
选择合适的焊接机器和工具也是非常重要的。
(2)钢材表面的准备也非常关键。
焊接前应更注重表面处理，使其充分磨光，清理外表涂层和污垢。
特别是异质焊接时，清理非常重要。
不清洁有可能会导致不良的焊缝。
(3)在焊接之前，应进行试验和实验，选择合适的焊接工艺。
对于较为复杂的焊接工艺，建议多进行一些试验，并在小规模范围内进行操作实验。
(4)在焊接过程中，焊工应该仔细观察焊缝的成形和变形，及时调整焊接参数，保持稳定的焊接条件。
焊接完成后，热处理和冷却也需要仔细处理。
(5)在焊接完成后，进行微观机械和化学分析。
如有异常或问题需要重新进行焊接。
4. 总结异种钢的焊接对焊工来说是比较有挑战的。
正确处理好准备和选择合适的焊接工艺，可以大大减少焊接过程中的问题，并最终获得高质量、稳定和可靠的焊接结构。
焊接工人要严格遵守规范，确保焊接质量，为工业制造贡献力量。
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》范文
《异种金属铝、铜和钨的真空扩散焊研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，异种金属之间的连接技术越来越受到重视。
其中，真空扩散焊作为一种可靠的焊接方法，在铝、铜和钨等金属的连接中具有广泛的应用前景。
本文旨在研究铝、铜和钨三种异种金属的真空扩散焊接性能，探讨其焊接工艺、接合界面特征以及焊接强度等因素。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所用的材料为铝、铜和钨三种金属。
首先，将这三种金属表面进行抛光处理，以去除表面杂质和氧化物，保证焊接质量。
2. 真空扩散焊工艺实验采用真空扩散焊设备进行焊接。
首先，将铝、铜和钨的焊接端面紧密贴合；然后，在一定的真空度下进行加热，使金属原子在高温下产生扩散，实现金属的连接。
3. 实验方法通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）以及能谱分析（EDS）等手段，观察焊接接合界面的微观结构，分析金属的扩散程度和焊接强度。
三、实验结果与分析1. 焊接接合界面特征铝、铜和钨三种金属的焊接接合界面呈现出明显的特征。
在高温下，三种金属的原子产生扩散，形成了一定的冶金结合。
接合界面处，可以观察到金属之间的互溶现象以及新的相的形成。
2. 金属扩散程度通过扫描电镜观察，发现铝、铜和钨三种金属在真空扩散焊过程中，原子扩散程度较高。
其中，铝与铜之间的互溶程度较高，而钨由于具有较高的熔点和硬度，原子扩散相对较慢。
3. 焊接强度经过拉伸试验测试，铝、铜和钨三种金属的真空扩散焊接接头具有较高的焊接强度。
其中，接头的强度与金属的扩散程度、接合界面的微观结构等因素密切相关。
四、讨论1. 工艺参数对焊接性能的影响真空扩散焊的工艺参数如温度、压力、时间等对铝、铜和钨三种金属的焊接性能具有重要影响。
适当调整工艺参数，可以优化金属的扩散程度和焊接强度。
2. 金属互溶性与新相的形成在真空扩散焊过程中，铝、铜和钨三种金属之间发生互溶现象，形成新的相。
这些新相的形成对焊接接头的性能具有重要影响。
因此，研究金属的互溶性以及新相的形成机制对于提高异种金属的真空扩散焊接性能具有重要意义。
焊接异种金属时的问题分析及操作技巧
４ 消氢处理
焊接完毕后应立即进行消氢处理 ，温度一 般为３ ５ ０ ． ， ４ ０ ０ ￣ Ｃ ，其后用保温棉将焊道表面盖严，
时间不得少于３ 小时 ，缓慢冷却。
之 友
Ｆ ｌ ｆ ） （ ｔ ｜ §
焊接 异 种金 属 时 的 问题 分 析及 操 作 技 巧
＠ ｌ ＠ ｌ ｓ ｉ ８鳓 面◎ Ｇ 黜ｉ ◎ 皿 ｌ ｌ ｌ Ⅱ Ⅱ ｇ⑩ ｓ ｓ ｉ ｍ Ｉ Ｍ￣ ￣ ａ ｔ ｓ
文／ 中原油 田石油化工总厂机修车间 黄学志
ｌ ＿ ３ 两种金属在液态时无限互溶 ，在 固态时互
不溶解而发生共晶反应 ，形成机械々 昆 合物时 ，
焊接性较差 ，如Ｓ ｎ — Ｚ ｎ 。 １ ． ４ 两种金属 （ Ａ 和Ｂ） 组成合金时 ，除了形成
地利用材料各 自的特点 。异种金属的焊接有异
种钢的焊接 、钢与铸铁的焊接 、异种有色金属
法和工艺条件焊接较为简便 ，且能获得优质接 头 ，应能做到合理选用 。因为焊接性是一个相 对的概念 ，同样 的异种金属 ，例如铜与铝 ，选 择手工弧焊可能很难焊接 ，但选用 电阻焊 、扩 散焊就能获得优质稳定的接头。
３ ． ２ 确定合理的过渡层
３ ． ６ 填充有益的合金元素
在焊缝中加入某些金属元素 ，以控制金属 间化合物的产生 ，防止产生裂纹及脆断。 除此 以外 ，组成异种金属焊接构件 的材料
焊接性差 的异种金属直接焊接困难很大时，
可采用能与两种金属都可很好焊接的中间层 （ 如
金属垫 、金属丝 ，金属粉末 、过渡接头 ）的办
是多种 多样的 ，对 接头也有多种要求 ，因此焊
接时采取的工艺措施也是因材料不同而异。
（ 上接第Ｊ 一 ５ ５ 页 ）
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。
异种金属的焊接
异种金属的焊接本文分析了异种金属焊接的研究现状、应用和发展趋势，旨在为异种金属焊接研究提供帮助。
焊接是现代工业生产中的重要金属加工工艺方法，广泛应用于造船、航空、航天、汽车工业和机械制造等领域。
随着科学技术的发展，异种金属的焊接技术发展越来越快，质量要求也越来越高。
因此，研究异种金属的焊接工艺技术已成为焊接领域的一种发展趋势。
1.异种金属的焊接研究现状1.1 铝钢异种金属焊接研究现状近年来，汽车工业为了节约燃料、保护环境、不断努力减轻汽车重量，对汽车材料提出了更高的要求。
增加铝材的使用量是其中的重要措施之一。
因此，在汽车工业生产中，采用“钢+铝”双金属焊接结构成为汽车轻量化的首选方案，这必然涉及到铝和钢两种材料之间的连接。
目前，应用于铝和钢连接的焊接方法主要有压焊、钎焊、熔焊、扩散焊、电弧焊、激光焊和磁脉冲焊等。
铝钢之间的焊接一直是焊接领域的难点和热点问题，其中脆性金属间化合物的生成是影响接头性能的主要因素。
压力焊和钎焊由于基体可以在焊接过程中保持固态，同时焊接热输入容易控制，因此接头的性能一般不受限于金属间化合物的厚度，比较适于铝钢之间的焊接。
但是这种焊接方法效率较低，对工件的尺寸和形状有特殊的要求，不适于大批量生产。
熔焊方法比较灵活，效率较高，但是金属间化合物又成为不可避免的附加产物。
虽然采用熔钎结合的方法已经获得了很好的效果，但是对于金属间化合物的生长动力学以及如何促进铝合金熔体润湿钢板表面等方面还没有系统研究，因此，解决上述问题对于促进高效的焊接方法在铝钢焊接中的应用具有重要的意义。
1.2 铜钢异种金属焊接研究现状采用钢和铜复合零部件因在性能与经济上优势互补，具有广阔的应用前景。
世界各国的研究者对铜和钢的焊接进行了实验和理论分析，目前常用的焊接方法有熔焊、压焊、钎焊和熔焊-钎焊等。
不需要删除明显有问题的段落。
每种焊接方法都有其独特的特点和适用范围。
其中，冷金属过渡焊接是一种相对较新的焊接方法，具有广阔的应用前景。
常见异种金属材料的焊接
常见异种金属材料的焊 接
珠光体钢与马氏体钢的焊 接
马氏体钢是介于珠光体钢与奥氏体钢之间 的钢种，含铬量5%-9%和12%的高铬钢。由于含铬量较 高，所以抗氧化性能好，在高温580℃以上，高温持 久强度比一般常用的珠光体耐热钢高，并且有较好的
抗蠕变性能。
• 一、焊接性
常见异种金属材料的焊 接
• 四、焊接材料和坡口
珠光体耐热钢与低合金钢焊接时，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。
焊接坡口的选择原则是希望珠光体耐热钢 熔入焊缝金属的量越少越好，即熔合比越小越好。 其目的是为了减少热影响区脆硬的马氏体组织，
常见异种金属材料的焊 接 2、形成增碳层和脱碳层
如果焊后再760℃、保温4-5h进行回火热 处理，则为碳扩散创造了更充分的条件，在靠近 12Cr1MoV钢一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ焊缝的熔合区形成了一个1.0-
1.5mm宽的脱碳层。
常见异种金属材料的焊 接 二、焊接工艺
这类异种钢焊接时，由于焊接性较差，所以 必须采取严格的工艺措施。
常见异种金属材料的焊 接
• 三、预热温度和层间温度
无论是定位焊，还是正式施焊，焊前均 应进行预热。预热温度可根据珠光体耐热钢的要 求(4d or150mm)进行选择。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，而且多层焊时层间温度不能 低于此温度，并一直要保持到焊接结束。焊接过 程如果间断，则焊件应保温后再缓慢冷却，必要 时，还应进行脱氢处理，再施焊时，仍按原要求
常见异种金属材料的焊 接
迁钢3#炉坡口
（Q345+15GrMo）
异种金属
3、异种材料焊接方法
异种材料焊接常用的方法分为熔焊和压焊两大类。
（1）熔焊
熔焊在异种材料焊接中应用很广，主要的熔焊方法有焊条电弧焊、气体保护焊、电子束焊、激光焊等。对于相互溶解度有限、物理化学性能差别很大的异种材料，由于熔焊时的互相扩散作用会导致接头部位的化学成分和金相组织不均匀或生成脆性化合物，所以异种材料熔焊时应降低稀释率，尽量用小电流、高焊速，或是在坡口一侧或两侧堆焊中间合金过渡层。
焊接异种材料时，焊接材料的选择一般原则包括：
1）保证焊接接头的使用性能，即保证焊缝金属与基体金属具有良好的力学性能，可根据接头两侧焊接性较差或强度较低的材料选择焊接材料。
2）保证焊缝金属具有一定的致密性，无气孔、夹杂或仅有单个小气孔与夹杂，但数量在单位长度内不超过规定值。
3）应具有良好的工艺性能，即在焊接接头区内不出现热裂纹和冷裂纹，能够适应各种空间位置的焊接，有一定的生产效率等。
4、异种焊接材料的选用
为了保证异种材料焊接接头在使用中的可靠和安全，选择焊接材料时不仅要保证焊接接头强度，而且还要保证具有较高的塑韧性。因此，在选择焊接材料时，常常不得不选用强度稍低，但塑韧性较好的熔敷金属。这时焊缝成为焊接接头中的一层“软的”中间层，根据焊缝金属的“约束强化”理论，仍能获得使用性能良好的焊接接头。
3）材料的表面状态
材料的表面状态，如表面氧化层（氧化膜）、结晶表面层、吸附的氧离子和水分、油污、杂质等，直接影响异种材料的焊接性，必须给予充分重视。生产中往往由于表面氧化膜和其他吸附物的存在给焊接带来极大的困难。
此外，焊接异种材料时，必定会产生一层成分组织及性能与母材不同的过渡层，过渡层的性能对焊接接头的整体性能有很大的影响。过大的熔合比，会增加母材对焊缝金属的稀释率，使过渡层更为明显；焊缝金属与母材的化学成分相差越大，熔池金属越不容易充分混合，过渡层越明显；精密仪器池金属液态存在的时间越长，越容易混合均匀。所以，焊接异种材料时需要采取相应的工艺措施来控制过渡层，以保证接头的性能。
异种金属焊接
异种金属焊接焊接是两种或两种以上材料通过加热或加压或两者并用来达到原子之间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
焊接的基本原理就是采用施加外部能量的办法，促使分离材料的原子接近，形成原子键的结合。
在这个同时，又能去除掉一切阻碍原子键结合的一切表面膜和吸附层，以形成一个优质的焊接接头[”l。
几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到重量不足1克的微电子元件，在生产中都不同程度地依赖焊接技术。
在人类发展史上留下辉煌篇章的三峡水利工程、西气东输工程以及“嫦娥”探月工程等，都采用了焊接结构。
我国2004年的焊接材料生产总量达到了210万吨，比美国、日本、德国三国焊接材料产量的总和还多。
焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。
我国2006年的钢产量在3.7亿吨左右，2006年中国钢材消耗量大约为3.99亿吨左右，目前我国的钢材消费总量和美国、日本、前苏联相比还尚低，20世纪美国、日本、前苏联钢材累计消费量分别达到了73亿吨、40亿吨和56亿吨。
目前，钢材是我国最主要的结构材料，在今后20年钢材仍将占有重要的地位。
然而，钢材必须经过加工才能成为有给定功能的产品。
由于焊接结构具有重量轻、成本低、质量稳定、生产周期短、效率高、市场反应速度快等优点，焊接结构的应用日益增多。
与世界工业发达国家一样，我国焊接加工的钢材总量比其他加工方法多。
因此，发展我国制造业，尤其是装备制造业，必须高度重视焊接技术的同步提高[l2，‘’〕。
异种金属焊接接头主要分为母材、焊缝及熔合区三个部分。
母材作为基材，而焊缝金属是指熔化的填充金属与熔化的母材金属相互混合比较均匀的部位，位于焊接接头中间部位，熔池边缘与焊缝中间相比有很大的不同。
熔池边缘靠近母材处，液态金属的温度较低、流动性差，液态停留时间较短，受到机械力的搅拌作用比较弱，是一个滞留层。
此处熔化的母材与填充金属不能充分的混合，并且越靠近母材，母材成分所占的比例越大，化学成分梯度在该处有一个明显的变化，这种变化必然要带来组织的变化，从而形成一个称为熔合区的很窄的过渡区。
异种钢的焊接
焊缝金属的强度和塑性，则应该选用塑性较好的 焊接材料。 2.在许多情况下焊缝金属性能只需要符合两种母 材的一种，即认为技术要求。 3.焊接材料应具有良好的工艺性能，焊缝成型美 观。 4.焊接材料应经济、易得。
异种钢焊接工艺要点:
（主要解决熔合线附近的金属韧性下降的问题） 1.异种钢焊接接头的设计，应有助于焊缝稀释率的
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
减小，应避免在某些焊缝中产生应力集中。较厚 对接时宜用X形坡口或U形坡口。 2.焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊条摆动方式 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。 3.当被焊的两种钢之一是淬硬钢时必须预热，预热 温度应根据焊接性差的一方选择。 4.复杂结构应先分件组装焊接，然后 再整体拼装焊 接比整体组装焊接好
既要满足异种钢焊接质量（尽可能减小熔合 比防止裂纹产生），又要尽可能考虑效率和经济。
优先选择焊条电弧焊（焊条种类多，适应性 强。珠光体钢与高铬马氏体钢焊接可采用二氧化 碳焊；高合金异种钢焊接一般氩弧焊;简单异种 钢构件可采用扩散焊、钎焊等
异种钢焊接材料选择原则:
要求焊缝金属力学性能及其他性能不低于母材中 的较低的一侧的指标。
H1Cr26Ni21 0.18 1.40 0.54 26.2 18.80 27.01 24.90 e
（1）采用H1Cr19Ni9焊丝
铝钢异种金属焊接ppt课件
2、异种材料焊接难点
4
精品课件
1）、异种材料的线膨胀系数不同，容易产生热应力， 而且这种热应力不易消除，结果会使接头处产生裂纹 或大的焊接变形。
2）、异种材料焊接过程中，由于金相组织的变化以及 新生成的物相结构或化合物，可使焊接接头的性能恶 化，给焊接带来困难。
3）、异种材料焊接熔合区和热影响区的力学性能较差， 特别是塑性和韧性明显下降。
有些情况下只有一层涂敷金属层还不足以消除钢与铝焊接时产 生的脆性化合物，这时需要涂敷Cu(Ag)+Zn复合过渡层，即在涂 敷Zn层之前先涂敷一层Cu或Ag等金属。由于焊丝的熔点高于Zn 的熔点，焊接加热时Zn层先熔化，漂浮在液体表面上，而Al在 Zn层下与Cu或Ag层发生反应，同时Cu或Ag溶解于铝中，可以形 成结合良好的焊接接头，接头强度提高到1470
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钢与铝及其合金氩弧焊时，电弧要指向铝及其合金一侧的焊丝 上，以减少和防止Zn过渡层过多或过早的被熔化。尤其是在 焊 第一层焊缝时，更要注意涂敷层不能过多或过早的烧损，必须 使电弧指向填充焊丝上，以防止电弧直接熔化Zn过渡层
为了避免中间脆性化合物层的形成，必须提高焊接速度，但焊 接速度太快时会产生未焊透和其他的焊接缺陷，如气孔、熔合 不良、夹渣等。
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3、1 焊接性分析
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铝和铁的物理性能相差很大，焊接过程中铝与钢的接 头处会产生很大的热应力，增加裂纹倾向。
铝相对密度2.70，弹性模量70Gpa，泊松比0.33。熔点 660℃。沸点2327℃。
铸铁相对密度为6.6~7.7，铸钢弹性模量172~202Gpa， 泊松比0.3，铁熔点1538℃、沸点2750℃。
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1
铝/钢异种材料的焊接
铝钢异种金属焊接
பைடு நூலகம்、钢与铝及铝合金的焊接
由于铝及铝合金的密 度小、比强度高、具 有良好的导电性、导 热性和耐腐蚀性，因 此，近年来采用铝-钢 双金属焊接结构的产 品越来越多，并在航 空、造船、石油化工、 原子能和车辆制造工 业中显示出独特的优 势和良好的经济效益。
3、1
焊接性分析
铝和铁的物理性能相差很大，焊接过程中铝与钢的接 头处会产生很大的热应力，增加裂纹倾向。 铝相对密度2.70，弹性模量70Gpa，泊松比0.33。熔 点660℃。沸点2327℃。
采用冷压焊焊接钢与铝及其合金，有两种焊接工艺： 一种是在Al+Al3Fe的共晶温度以上焊接；另一种是先 在钢件上涂敷Cu、Ag或Zn，然后再进行冷压焊。采 用第一种工艺时，加热温度可控制在654~660℃，这 时铝还处于固态下，而共晶体已成为液态。采用第二 种工艺时，先在钢件上涂敷铜，然后在654~660℃下 铜与铝接触时，产生Cu-Al共晶液相而形成接头。由 于Ag比Cu不易氧化，也可渡Ag，使Ag-Al固溶体与 Fe-Al固溶体形成共晶点为585℃的共晶液相，使共晶 温度大大低于铝的熔点。
2、异种材料焊接难点
1）、异种材料的线膨胀系数不同，容易产生热应力， 而且这种热应力不易消除，结果会使接头处产生裂纹 或大的焊接变形。 2）、异种材料焊接过程中，由于金相组织的变化以及 新生成的物相结构或化合物，可使焊接接头的性能恶 化，给焊接带来困难。 3）、异种材料焊接熔合区和热影响区的力学性能较差， 特别是塑性和韧性明显下降。 4）、由于接头塑韧性的下降以及焊接应力的存在，异 种材料焊接接头容易产生裂纹，尤其是焊接熔合区和 热影响区更容易产生裂纹，甚至发生断裂。
谢谢大家
异种金属的焊接
①与珠光体钢相似； ②与马氏体钢相似； ③与两种钢完全不同，采用奥氏体钢焊丝或焊条。
8.珠光体钢与奥氏体钢的焊接
一、焊接性
①焊缝的稀释 ②过渡层的形成 ③熔合区扩散层的形成（脱碳层、增碳层） ④焊接接头应力状态的特点 ⑤延迟裂纹
二、焊接工艺
①焊接方法的选择 焊条电弧焊，熔合比小，且操作灵活，不受焊件形状的限制。 ②焊接材料的选择 根据母材种类和工作温度进行选择
(2)焊接材料
焊接材料的选择原则：
4.异种钢的焊接要点
1）接头的设计应有助于焊缝稀释率的减小，应避免在某些 焊缝中产生应力集中。
2）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，应以减小母材金属的熔化和提高焊缝的堆积量为主 要原则。 3）焊接淬硬钢时，必须进行预热。 4）焊接复杂结构时，先分件组装焊接，再整体拼装，有助于 减小刚度及焊接残余应力。
厚度大于3mm，开X形坡口，保证焊透，或采用埋弧焊。 压焊：真空扩散焊、电阻焊、或闪光焊、爆炸焊；
三、钢与镍及其合金的焊接
①钢与镍及其合金的焊接性
镍与铁的物理及化学性能差别不大，有利于焊接，但易产生气孔及热裂 纹。
高温下镍与氧形成NiO，冷却时镍与氢、碳发生反应，镍被还原，生成 水蒸气和一氧化碳。结晶时形成气孔。
间接熔焊（加过渡段，采用爆炸焊方法制成钛-钢复合件。）
11. 异种有色金属的焊接
一、铝与铜的焊接
①铝与铜的焊接性
方法：压焊（铜与铝的塑性很好）
利用压焊制成铝铜过渡接头，实现同种金属的焊接。
②铝与铜的焊接工艺
<1>氩弧焊 铝与铜氩弧焊时，要将电弧向铜的一侧偏移约相当于板厚 1/2的距离，以便达到两种材料的均匀熔化。
钢铝异种金属焊接方法
钢铝异种金属焊接方法本文旨在介绍钢铝异种金属焊接的四种主要方法，包括熔化焊、压力焊、钎焊和其他焊接方法。
每种方法都有其原理、分类和应用，旨在提供读者对钢铝异种金属焊接工艺的全面了解。
1.熔化焊熔化焊是指将金属加热至熔化状态，然后进行焊接的过程。
这种方法适用于不同金属之间的焊接，尤其是钢铝异种金属的焊接。
熔化焊的主要优点是能够实现高强度连接，且适用于大型构件的焊接。
在钢铝异种金属焊接中，熔化焊的原理是将钢和铝加热至熔化状态，然后混合在一起。
由于钢和铝的熔点不同，因此需要选择适当的焊接工艺以避免产生裂纹。
常见的熔化焊方法包括电弧焊、激光焊和电子束焊等。
2.压力焊压力焊是指通过施加压力来完成的焊接过程。
这种方法适用于不同金属之间的焊接，尤其是那些具有高导热性或高熔点的金属。
压力焊的主要优点是能够实现高效率连接，且适用于薄板和管道等小型构件的焊接。
在钢铝异种金属焊接中，压力焊的原理是将钢和铝放置在一起，然后施加压力使它们紧密接触并产生塑性变形。
在这个过程中，原子之间的相互作用使得钢和铝相互扩散并形成冶金结合。
常见的压力焊方法包括摩擦焊、超声波焊和爆炸焊等。
3.钎焊钎焊是一种利用低熔点钎料来实现金属连接的焊接方法。
这种方法适用于不同金属之间的焊接，尤其是那些具有高热导率和相似熔点的金属。
钎焊的主要优点是能够实现高可靠性连接，且适用于精密部件的焊接。
在钢铝异种金属焊接中，钎焊的原理是将钢和铝用低熔点的钎料夹在中间，然后加热钎料使其熔化并填充钢和铝之间的间隙。
在这个过程中，钎料与钢和铝相互作用并形成冶金结合。
常见的钎焊方法包括火焰钎焊、感应钎焊和真空钎焊等。
4.其他焊接方法除了上述三种主要的焊接方法外，还有一些其他的焊接方法也可以用于钢铝异种金属的焊接。
例如电阻焊、电子束焊等。
这些方法在某些特定的应用场景下具有独特的优势。
例如电阻焊适合于大批量生产的薄板零件焊接；电子束焊则可以实现高强度、高质量的焊接接头。
电阻焊的原理是将钢和铝通过电极施加压力并通电，利用电流的热效应使金属加热至熔化或塑性状态实现连接。
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类
Cu+钢
钢与有色金属的焊
接
异种金属的组合
异种母材接头 • 钢与铜焊接接头
按
母材金属相同 而采用不同焊
缝金属接头
• 采用镍合金焊条焊接 铸铁接头
接 头 形 式
分
类
复合金属板接 • 奥氏体不锈复合钢板
头
焊接接头
第一节 异种金属材料焊接接头的特点
一、异种金属材料焊接接头的特点 1．化学成分的不均匀性
（12GrMoV+Q235 R317?E5015?）
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。 当用E308-16、E308-l5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。
异种金属焊接时，由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成 分有明显的差别。随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮 或焊剂、保护气体种类的不同，焊接熔池的行为也不一 样。因而，母材的熔化量也将随之而不同。熔敷金属与 母材熔化区的化学成分由于相互稀释也将发生变化。由 此可见，异种金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程 度，不仅取决于母材和填充材料各自的原始成分，同时 也随焊接工艺而变化。例如异种金属施焊时所用的焊接 电流要尽量小，熔深要浅则受稀释的影响就小。
二、异种钢焊接时焊接材料的选择 正确选择焊接材料是异种钢焊接时的关键，接头质量
和性能与焊接材料关系十分密切。 1）在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下，如果不可能 兼顾焊 缝金属的强度和塑性，则应该选用塑性较好的焊 接材料。 2）在许多情况下焊缝金属性能只需符合两种母材中的 一种，即认为满足技术要求。 3）焊接材料应具有良好的工艺性能，焊缝成形美观。 4）焊接材料应经济、易得。
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。堆焊后再用相应的奥氏体不 锈钢焊条焊接。
根据焊接性试验的结果，在对非不锈钢一侧钢材进行预
热及焊后热处理时，焊前应在坡口上预热、堆焊，堆焊 层数为1～2层。堆焊后施以消除应力的退火处理，用着 色探伤检查堆焊层。再用相应的不锈钢焊条焊接对接接 头，此时不需预热。有预堆焊层的异种钢接头的焊接顺 序如图所示。
堆焊层的厚度以能隔离以后几层焊接时电弧热对母村金属的作用，能防止产生淬硬倾向。 在低合金钢坡口表面堆焊时，堆焊层的厚度为5～6mm。淬硬性强的钢材，表面堆焊层厚 度为7～8mm。
焊接过程中断或收尾时，必须填满弧坑，以免产生弧坑裂纹。焊后还应防止焊缝受到
冷却硬化。
焊后热处理的目的是提高接头淬硬区的塑性及减小焊接 应力，热处理规范的选择必须考虑到加热、冷却时对接 头中两种钢材及焊缝性能的影响。用奥氏体钢焊条焊成 的异种钢接头，焊后一般不进行热处理。
第四节 低碳钢与低合金钢的焊接
一、焊接性 低合金钢是在碳钢的基础上，加人少量或微量的合金
元素（合金元素质量分数不超过3％），使碳钢的组织发 生变化，从而获得较高的屈服强度和较好的冲击韧度。 随着钢中合金元素的增加，低合金钢的强度等级逐步提 高，碳当量随之增加，因此钢的淬硬性增加，焊接性变 差。
异种金属焊接讨论
首钢矿业公司高级焊工继续教育
景士伟 2012年6月2日
异种金属的焊接
所谓异种金属的焊接，是指各种母材的物 理常数和金属组织等性质各不相同的金属 之间的焊接。 异种金属的焊接主要包括三种情况：
异种金属的组合
Q235+16Mn
异种钢的焊接
按
使
用
材
Al+Cu
异种有色金属的焊接
料
组
合
分
2．组织的不均匀性
由于焊接热循环的作用，焊接接头各区域的组 织也不同，而且，往往在局部的地方出现相当复 杂的组织结构。根据舍夫勒组织图和稀释率可以 确定异种金属焊接接头中焊缝区的组织结构。组 织的不均匀性，决定于母材和填充材料的化学成 分，同时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以 及焊后热处理过程有关，若能在工艺上适当调整， 可以是焊接接头的组织不均匀程度得到一定改善。
物理性能对焊接接头影响最大的因素有热膨胀系数和热 导率，它们的差异很大程度上决定着焊接接头在高温下 的使用性能。
4．应力场分布的不均匀性
异种金属焊接接头中焊接残余应力分布不 均匀，这是因为接头各区域具有不同的塑 性决定的；另外，材料导热性的差异，将 引起焊接热循环温度场的变化，也是残余 应力分布不均匀的因素之一。
第二节 异种金属焊接时的焊接材料和焊接方法选择
一、异种钢焊接时焊接方法的选择原则 大部分的焊接方法都可以用于异种钢的焊接，在一般
生产条件下使用焊条电弧焊最为方便，因为焊条的种类 很多，便于选择，适应性强，可以根据不同的异种钢组 合确定适用的焊条，而且焊条电弧焊熔合比小。堆焊可 以降低熔合比。不同的珠光体钢焊接以及珠光体钢与高 铬马氏体钢焊接，采用二氧化碳气体保护焊，具有广泛 实用性。高合金异种钢焊接一般采用惰性气体保护焊， 一般薄件采用钨极氩弧焊，厚件采用熔化极惰性气体保 护焊。如采用熔焊时，应尽量采用小电流快速焊，以降 低母才金属的熔化量，保证较小的熔合比。
3、性能的不均匀性
焊接接头各区域化学成分和组织的差异，带来了焊接接 头力学性能的不同，沿接头各区域的室温强度、硬度、 塑性、韧性都有很大的差别。有时在3—5个晶粒的范围 内，显微硬度出现成倍的变化；在焊缝两侧的热影响区， 其冲击值甚至有几倍之差。高温下的蠕变极限和持久强 度也会因成分和组织的不同，相差极为悬殊。
异种钢焊接接头的热处理是一个比较复杂的问题，一 般根据组合的母村金属、焊缝的合金成分和结构类型等 具体情况来确定。若两种母村金属均有淬硬倾向，则必 须进行焊后热处理。热处理规范大多参照淬硬倾向较大 的钢来确定＊
两种母村金属的性能差别较大时，接头的焊后热处理 并不能消除焊接应力，而只能使应力进行重新分布。例 如由1Cr18Ni9Ti不锈钢与12CrMo耐热钢焊成的接头，不 宜采用焊后热处理。