异种钢的焊接讲解
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原则: 1.在焊接接头不产生裂纹的前提，如果不能兼顾
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
表1-18 不锈钢焊丝的铬镍当量值
1Cr18Ni9钢 0.07 1.36 0.66 17.8 8.65 18.79 11.42 a
Q235钢
0.18 0.44 0.35 —
—
0.53 5.62 b
再以手工钨极氩弧焊为例,来说明焊缝的稀释作用及不 锈钢组织图的具体应用。现分别采用焊丝牌号 H1Cr19Ni9(成分18-8型)、牌号H1Cr24Ni13(成分2513型)、牌号H1Cr26Ni21(成分25-20型)三种焊丝进行焊 接,该三种焊丝的铬、镍当量及其在图上的位置，分别见表 1-18和图1-14。
计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接
一、珠光体钢与奥氏体不锈钢的焊接性分析 异种钢之间因为其成分和组织、性能上的差别可
能很大，所以焊接要比同种金属困难得多。将珠光体 钢(碳钢和低合金钢)与奥氏体不锈钢焊接在一起时， 由于焊缝金属是由两种不同类型的母材及填充金属熔 合而成，所以就会产生与焊接同种金属所不同的一系 列新问题。
异种金属焊接接头熔合区特点
异种金属焊接时，在母材和焊缝之间有
一个成分和母材或焊缝都不相同且往往介于
两者之间，实际上形成化学成分的过渡层。
熔合区实际分为未混合区和半熔化区，
焊缝和母材成分差别越大，越并不容易混合，
则熔合区越明显，液体金属存在时间越长，
或流动性越好，则成分越均匀，熔合区越小。
异种钢焊接方法选择原则：
4.应力场分布不均匀 异种金属焊接接头中焊接残余应力分
布不均匀，这是由于接头各部位塑性和材 料热导性差异所致。
影响稀释率的因素：
1.预热（预热温度高，稀释率大） 2.焊接参数（线能量越大，稀释率越大） 3.焊接方法（焊条焊接比埋弧焊稀释率小） 4.接头形式、坡口形式、焊接层次(坡口角度
增大，稀释率减小；窄坡口对接稀释率也很 小）
异种金属的焊接
何谓异种金属焊接?
指各种母材的物理性能和金属组织各不相 同的金属之间的焊接。
主要包括三种情况:异种钢焊接、异种有色 金属焊接、钢和有色金属。
异种金属材料焊接接头特点
1.化学成分的不均匀性
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改 变。
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
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
以1Cr18Ni9不锈钢和Q235低碳钢为例,说明异种钢
焊接时焊缝金属的稀释及焊接材料的选择。1Cr18Ni9
不锈钢和Q235低碳钢的铬镍当量值见表1-17。
1Cr18Ni9不锈钢的铬镍当量为图1-14中的a点,Q235低
碳钢的铬镍当量为图中的b点,如果两种母材熔化量相同,
则焊缝金属的化学成分为图中的f点。如不加填充材料,
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。
1、焊缝金属的稀释
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时，选择奥氏体不锈钢焊丝作填
充金属，由于珠光体钢不含有合金元素（如碳钢）或合金元素含量
很少（如低合金钢），所以熔化的珠光体母材对焊缝金属中合金元
素的含量具有冲淡作用，也就是稀释作用。由于熔化的珠光体母材
的稀释作用,使焊缝中奥氏体形成元素含量减少，结果焊缝金属中可
2.组织的不均匀性 组织不均匀性取决于母材和填充材料
的化学成分，同时与焊接方法、焊道层次、 焊接工艺以及焊后热处理过程有关。
稀释率（熔合比）：∮=M/(M+T)=(M1+M2)/（M1+M2+T）
异种金属材料焊接接头特点
3.性能的不均匀性 各区域化学成分的差异造成了接头性
能的不均匀，接头各区域的强度、硬度、 塑性和韧性等力学性能以及物理化学性能 都有很大的差别。
能会出现马氏体组织，从而恶化了接头质量，严重时甚至可能出现
裂纹。
焊缝的组织取决于焊缝金属的成分，在焊接材料确定之后焊缝 金属的成分还取决于母材的熔化量，即熔合比。熔合比发生变化时 ，焊缝金属的成分和组织都要随之发生变化，这种变化可以根据舍 夫勒(Schaeffler)不锈钢组织图来进行估计。
图中横坐标为铬（Cr）当量，即把焊缝金属中某些合金元素的含量折算 成铬的相当含量
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
表1-18 不锈钢焊丝的铬镍当量值
1Cr18Ni9钢 0.07 1.36 0.66 17.8 8.65 18.79 11.42 a
Q235钢
0.18 0.44 0.35 —
—
0.53 5.62 b
再以手工钨极氩弧焊为例,来说明焊缝的稀释作用及不 锈钢组织图的具体应用。现分别采用焊丝牌号 H1Cr19Ni9(成分18-8型)、牌号H1Cr24Ni13(成分2513型)、牌号H1Cr26Ni21(成分25-20型)三种焊丝进行焊 接,该三种焊丝的铬、镍当量及其在图上的位置，分别见表 1-18和图1-14。
计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接
一、珠光体钢与奥氏体不锈钢的焊接性分析 异种钢之间因为其成分和组织、性能上的差别可
能很大，所以焊接要比同种金属困难得多。将珠光体 钢(碳钢和低合金钢)与奥氏体不锈钢焊接在一起时， 由于焊缝金属是由两种不同类型的母材及填充金属熔 合而成，所以就会产生与焊接同种金属所不同的一系 列新问题。
异种金属焊接接头熔合区特点
异种金属焊接时，在母材和焊缝之间有
一个成分和母材或焊缝都不相同且往往介于
两者之间，实际上形成化学成分的过渡层。
熔合区实际分为未混合区和半熔化区，
焊缝和母材成分差别越大，越并不容易混合，
则熔合区越明显，液体金属存在时间越长，
或流动性越好，则成分越均匀，熔合区越小。
异种钢焊接方法选择原则：
4.应力场分布不均匀 异种金属焊接接头中焊接残余应力分
布不均匀，这是由于接头各部位塑性和材 料热导性差异所致。
影响稀释率的因素：
1.预热（预热温度高，稀释率大） 2.焊接参数（线能量越大，稀释率越大） 3.焊接方法（焊条焊接比埋弧焊稀释率小） 4.接头形式、坡口形式、焊接层次(坡口角度
增大，稀释率减小；窄坡口对接稀释率也很 小）
异种金属的焊接
何谓异种金属焊接?
指各种母材的物理性能和金属组织各不相 同的金属之间的焊接。
主要包括三种情况:异种钢焊接、异种有色 金属焊接、钢和有色金属。
异种金属材料焊接接头特点
1.化学成分的不均匀性
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改 变。
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
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
以1Cr18Ni9不锈钢和Q235低碳钢为例,说明异种钢
焊接时焊缝金属的稀释及焊接材料的选择。1Cr18Ni9
不锈钢和Q235低碳钢的铬镍当量值见表1-17。
1Cr18Ni9不锈钢的铬镍当量为图1-14中的a点,Q235低
碳钢的铬镍当量为图中的b点,如果两种母材熔化量相同,
则焊缝金属的化学成分为图中的f点。如不加填充材料,
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。
1、焊缝金属的稀释
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时，选择奥氏体不锈钢焊丝作填
充金属，由于珠光体钢不含有合金元素（如碳钢）或合金元素含量
很少（如低合金钢），所以熔化的珠光体母材对焊缝金属中合金元
素的含量具有冲淡作用，也就是稀释作用。由于熔化的珠光体母材
的稀释作用,使焊缝中奥氏体形成元素含量减少，结果焊缝金属中可
2.组织的不均匀性 组织不均匀性取决于母材和填充材料
的化学成分，同时与焊接方法、焊道层次、 焊接工艺以及焊后热处理过程有关。
稀释率（熔合比）：∮=M/(M+T)=(M1+M2)/（M1+M2+T）
异种金属材料焊接接头特点
3.性能的不均匀性 各区域化学成分的差异造成了接头性
能的不均匀，接头各区域的强度、硬度、 塑性和韧性等力学性能以及物理化学性能 都有很大的差别。
能会出现马氏体组织，从而恶化了接头质量，严重时甚至可能出现
裂纹。
焊缝的组织取决于焊缝金属的成分，在焊接材料确定之后焊缝 金属的成分还取决于母材的熔化量，即熔合比。熔合比发生变化时 ，焊缝金属的成分和组织都要随之发生变化，这种变化可以根据舍 夫勒(Schaeffler)不锈钢组织图来进行估计。
图中横坐标为铬（Cr）当量，即把焊缝金属中某些合金元素的含量折算 成铬的相当含量