文档介绍：第8章异种材料的焊接
异种材料的分类、组合及焊接性特点

异种材料焊接的分类、组合及特点
不同
化学
成分
和金
相组
织的
异种钢
母材金相
组织相同
复合钢焊
接结构件
母材金相
组织不同
的异种钢
焊接构件
例低碳钢与铬钼耐热钢、1Cr18Ni9Ti
与高镍奥氏体钢(如Cr25Ni20、
Cr16Ni36)之间的焊接。
最常见的有珠光体钢与铬镍奥氏体
钢、珠光体钢与高铬铁素体钢的焊
接结构件等
这类结构件是用低碳钢或低合金钢做
基层,用不锈钢或有色金属(Ti、Cu、
Al等)做复层,采用复合轧制、爆炸
焊、堆焊等工艺制成的双金属板材。
不同
用途
的异
种材
料焊
接结
构件
用于耐磨的
异种金属
焊接构件
用于耐热的
异种金属
焊接构件
用于耐腐蚀
的异种金属
焊接构件
用于减轻装备
重量的异种
金属焊接构件
提高电磁性
能的异种金
属焊接构件
如不锈钢、耐热钢、镍基合金、钴
基合金、耐热超合金、复合材料、金
属间化合物以及钽、铌、钼合金等
如高碳钢、各种合金钢、高锰钢、
超合金、碳化钨等硬质合金
如各种不锈钢、镍基合金、
铜、铝、钛、钽及其合金等。
如钛、铝、镁及其合金等,主要用于
航空航天、运载火箭、导弹、运输
设备等。
如银、铜、铍及其合金等,主要用于
制造电器、计算机、电子工业零件等
异种材料的焊接性特点
指将不同化学成分、不同组织性能的
两种或两种以上金属,在一定的工艺
条件下焊接成规定设计要求的构件,
并使形成的接头满足预定的服役要求。
异种材料
的焊接
异种材料
的焊接性
取决于两种材料的组织结构、物理化学
性能等,两种材料的这些性能差异越大,
焊接性越差。
异
种
材
料
焊
接
的
困
难
异种材料的线膨胀系数不同,容易引起热应
力,而且这种热应力不易消除,结果会使接
头处产生裂纹或很大的焊接变形。
异种材料焊接过程中,由于金相组织的变化
以及新生成的组织或化合物,可使焊接接头
的性能恶化,给焊接带来很大的困难。
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。
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
热影响区更容易产生裂纹,甚至发生断裂。
影响
异种
材料
焊接
性的
因素
热物理
性能的
差异
结晶化
学性能
的差异
材料的
表面
状态
两种材料热物理性能的差异主要是指
熔化温度、线膨胀系数、导热系数等
的差异,它们将影响焊接热循环过程、
结晶条件,降低焊接接头的质量。
结晶化学性能的差异主要是指晶格的类
型、晶格参数、原子半径、原子的外层
电子结构等的差异,也就是通常所说
的“冶金学上的不相容性”。
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
和水份、油污、杂质等,
异
种
材
料
焊
接
方
法
熔焊
压焊
熔焊在异种材料焊接中应用很广,
主要的熔焊方法有电弧焊、气体
保护焊、电子束焊、激光焊等。
异种材料焊接常采用压焊方法
主要有电阻焊、冷压焊、扩散
焊、摩擦焊等。
还可以采用钎焊方法来连接异种材料构件
异种钢的焊接
异种钢的焊接性分析
焊缝成分
的稀释
(熔合比)
焊缝金属实际上是熔敷金属与熔化的基体金属混
合在一起的合金。基体金属(母材)溶入焊缝后
使其合金元素比例发生变化,焊缝中合金元素比
例减小称为“稀释”,若比例增加则称为“合金化”。
手工电弧焊和堆焊时基体金属的熔合比/%