01

異種鋼焊接概述

兩種牌號不同的鋼之間的焊接稱之為異種鋼焊接，它是屬于異種金屬焊

接中應(yīng)用最為廣泛的一類接頭。

對于異種鋼焊接接頭又可分為兩種情況，第一類為同類異種鋼組成的接

頭，這類接頭的兩側(cè)母材固然化學(xué)成分不同，但都屬于鐵素體類鋼或都

屬于奧氏體類鋼；

第二類接頭為異類異種鋼組成，即接頭兩側(cè)的母材不屬于同一類鋼,例

如一側(cè)為鐵素體類鋼，另一側(cè)為奧氏體類鋼（如奧氏體不銹鋼）。

對于母材都屬于鐵素體類鋼，其焊縫采用奧氏體不銹鋼焊條或銀基焊條

焊接的接頭，也屬于第二類接頭。

由于異種鋼接頭兩側(cè)的母材無論從化學(xué)成分上還是物理、化學(xué)性能上都

存在著差異，因此，焊接時(shí)，要比同一種鋼自身之間的焊接要復(fù)雜得

多。

02

異種鋼焊接工藝要點(diǎn)

1.焊材選擇

正確地選用焊材是焊接異種鋼的關(guān)鍵，焊接接頭的質(zhì)量和使用性能與所

選用的焊材密切相關(guān)。

異種鋼接頭的焊縫和熔合區(qū)，由于合金元素被稀釋及碳的遷移等原因存

在一個(gè)過渡區(qū)，過渡區(qū)中不但化學(xué)成分、金相組織不均勻，而且物理性

能、力學(xué)性能等通常也有很大差異，可能會(huì)引起焊接缺陷（如裂紋等）或嚴(yán)

重降低性能。

為此，必須按照母材的成分、性能、接頭形式和使用要求等來正確選用

焊材。

其焊材選用的基本原則有以下幾點(diǎn)：

①在焊接接頭不產(chǎn)三裂紋等缺陷的條件下，若焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性不

能兼顧時(shí)，則應(yīng)選用塑性和韌性較好的焊材。

②焊縫金屬性能只需要符合兩種母材中的一種，即可以為滿足使用技術(shù)

要求。一般情況下,選用焊材使焊縫金屬的力學(xué)性能及其他性能不低于

母材中性能較低一側(cè)的指標(biāo)，即以為滿足了技術(shù)要求。但在某些情況下

還應(yīng)從焊接工藝性能（如抗裂性等）方面來考慮。

③結(jié)構(gòu)鋼的異種鋼號焊接時(shí)，對相同強(qiáng)度等級的結(jié)構(gòu)鋼焊條，一般應(yīng)選

用抗裂性能好的低氫焊條。對于金相組織差別比較大的異種鋼接頭，如

珠光體?奧氏體異種鋼接頭，則必須充分考慮填充金屬受到稀釋后焊接

接頭性能仍然得到保障。

④在滿足性能要求的條件下，選用工藝性能好、價(jià)低、易得的焊材。

⑤對于異類異種鋼接頭，一般均選用高路鎮(zhèn)奧氏體不銹鋼焊條或銀基合

金焊條。對于工作條件苛刻的重要接頭，首推選用銀基合金焊條，由于

固然它價(jià)格較貴，但可以減少或避免碳遷移，且其焊健金屬的線膨脹系

數(shù)介于鐵素體鋼和奧氏體鋼之間，對接頭的組織及力學(xué)性能都有好處C

2.焊接預(yù)熱要求

預(yù)熱溫度的確定，一般按預(yù)熱要求高的一側(cè)來確定焊接預(yù)熱溫度，但對

于異類異種鋼接頭，可以適當(dāng)降低預(yù)熱溫度，必要時(shí)經(jīng)試驗(yàn)后確定。

3.焊接規(guī)范的確定

對于異類異種鋼接頭，在選擇焊接規(guī)范時(shí)，因想法降低熔合比。為此，

應(yīng)選擇小直徑焊條或焊絲，盡量選用小電流快速焊。

4.采用預(yù)堆邊焊的方法進(jìn)行焊接

有時(shí)為了解決異種鋼接頭預(yù)熱和焊后熱處理難的題目,往往采用預(yù)堆邊

焊的方法進(jìn)行焊接。其工藝順序?yàn)椋涸谛枰獰崽幚淼囊粋?cè)母材坡口先預(yù)

堆邊焊1~2層與焊縫同種鋼的焊條—此側(cè)進(jìn)行PWHT-冷態(tài)焊接整個(gè)焊

算,然后接頭不再進(jìn)行PWHT。

這種做法，可減少熔合區(qū)成分不均勻所帶來的一些題目，也給接頭的熱

處理帶來方便，但切記此時(shí)預(yù)堆邊焊層的厚度一定要保證大于或即是

4mm,以起到隔離層的作用。

5.焊后熱處理溫度的確定

一般是按照熱處理溫度要求高的一側(cè)母材來選定異種鋼接頭的PWHT溫

度，此時(shí)一定要事先做焊接工藝評定，以防使強(qiáng)度低的一側(cè)母材強(qiáng)度嚴(yán)

重下降，出現(xiàn)強(qiáng)度分歧格。

03

復(fù)合鋼板的焊接

復(fù)合鋼板是由不銹鋼、銀基合金、銅基合金或鈦板為復(fù)層，珠光體鋼為

基層，以爆炸焊、復(fù)合軋制、堆焊等方法制成的雙金屬板材。復(fù)合鋼板

的基層應(yīng)滿足接頭強(qiáng)度和剛度的要求，復(fù)層應(yīng)滿足耐蝕等要求。

為了保證復(fù)合鋼板不失往原有的綜合性能，對基層和復(fù)層必須分別進(jìn)行

焊接，其焊接性、焊材選擇、焊接工藝等由基層、復(fù)層材料決定。

基層和復(fù)層交界處的焊接屬異種鋼焊接，其焊接性主要取決于基層和復(fù)

層的物理性能、化學(xué)成分、接頭形式、填充金屬成分。

凡是異種鋼焊接存在的題目在復(fù)合鋼板焊接時(shí)同樣存在，為此本節(jié)只闡

述復(fù)合鋼板焊接時(shí)應(yīng)留意的一些題目。

目前應(yīng)用較多的是奧氏體不銹鋼為復(fù)層、珠光體為基層的復(fù)合鋼板,其

次是鐵素體鋼為復(fù)層、珠光體為基層的復(fù)合鋼板。

1.焊接方法

根據(jù)復(fù)合鋼板材質(zhì)、接頭厚度、坡口尺寸及施焊條件等確定焊接方法，

通常有焊條電弧焊、埋弧焊、鋁極氮弧焊、C02氣體保護(hù)焊及等離子弧

焊等。

目前常用鋁極氫弧焊或焊條電弧焊焊接復(fù)層，用埋弧焊或焊條電弧焊焊

接基層。

2.坡口形式

對接接頭坡口形式見JB/T4709《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》圖A1?？刹?/p>

用V形、X形、V和U聯(lián)合形坡口。也可以在接頭背面一小段間隔內(nèi)進(jìn)

行機(jī)械加工，往掉復(fù)層金屬，以確保焊基層焊道時(shí)不使基層焊肉焊到復(fù)

層上。

一般盡可能采用X形坡口雙面焊，先焊基層，再焊過渡層，最后焊復(fù)

層。以保證焊接接頭具有較好的耐腐蝕性。同時(shí)考慮過渡層的焊接特

點(diǎn),盡量減少復(fù)層一側(cè)的焊接工作量。

角接接頭坡口形式見JB/T4709《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》中圖A2。無

論復(fù)層位于內(nèi)側(cè)或外側(cè)，均先焊接基層。

復(fù)層位于內(nèi)側(cè)時(shí)，在焊復(fù)層以前應(yīng)從內(nèi)側(cè)對基層焊根進(jìn)行清根；復(fù)層位

于外側(cè)時(shí)，應(yīng)對基層最后焊道進(jìn)行修磨光；焊復(fù)層時(shí)，先焊過渡層,再

焊復(fù)層。

當(dāng)復(fù)層金屬的熔化溫度高于基層鋼的熔化溫度，而且兩種金屬在冶金上

不相容時(shí)，復(fù)層金屬必須采用襯墊以保持復(fù)層的完整性。在基層焊完

后,用角焊舞將襯墊與復(fù)層焊接起來。

3.填充金屬選擇

基層采用適宜的填充金屬進(jìn)行焊接，使接頭具有預(yù)期使用所需要的力學(xué)

性能。在大多數(shù)情況下，選用合適的中間填充金屬作為鋼的過渡層，從

而控制復(fù)層金屬終極焊道的含鐵量，避免復(fù)層和基層處焊道產(chǎn)生脆化、

裂紋等，保證復(fù)層焊道的耐蝕、耐磨等特殊性能。

4.焊接順序及焊材選用

①通常先焊基層，第一道基層（碳鋼、低合金鋼）焊舞不應(yīng)熔透到復(fù)層金

屬，以防焊鏈金屬發(fā)生脆化或產(chǎn)生裂紋。措施是采用合適的接頭設(shè)計(jì)，

限制鋼焊縫金屬熔透；從接頭背面往除復(fù)層，這當(dāng)然也增加了焊復(fù)層的

工作量，進(jìn)步了焊接本錢。

②焊（堆焊）復(fù)層一側(cè)時(shí)，必須考慮稀釋的影響。無論哪一種堆焊方法，

第一層堆焊的焊縫金屬都是由堆焊材料的熔敷金屬和熔進(jìn)的母材金屬熔

合而成的。

由于母材的合金元素含量很低，所以它對第一層焊縫金屬的合金成分具

有稀釋作用。因此，可能使焊縫金屬中奧氏體和鐵素體形成元素含量不

足，結(jié)果堆焊金屬可能出現(xiàn)大量的馬氏體組織，并可能產(chǎn)生裂紋，同時(shí)

導(dǎo)致堆焊層韌性降低。

③根部可用碳弧氣刨、鏟削或磨削法進(jìn)行清根。在堆焊過渡層前，必須

清除清根坡口中的任何殘余物。

④要焊后熱處理以消除焊接殘余應(yīng)力，選擇熱處理溫度時(shí)應(yīng)考慮：基層

和復(fù)層的熱處理規(guī)范的差異；對復(fù)層耐蝕性