異種材料的焊接，是指兩種或兩種以上的不同材料(指其化學(xué)成分、金相組織及性能等不同)在一定工藝條件下進(jìn)行焊接加工的過程。現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)中，異種材料焊接結(jié)構(gòu)得到越來越廣泛的應(yīng)用。把不同的兩種金屬焊接在一起時，必定會產(chǎn)生一層性能和組織與母材不同的過渡層。由于異種金屬在元素性質(zhì)，如物理性能、化學(xué)性能等方面有顯著差異，與同種材料的焊接相比，異種材料的焊接無論從焊接機(jī)理和操作技術(shù)上都比同種材料要復(fù)雜得多。

    異種材料焊接中存在的主要問題如下。

    ① 異種材料的熔點相差越大，越難進(jìn)行焊接。這是因為熔點低的材料達(dá)到熔化狀態(tài)時，熔點高的材料仍呈固體狀態(tài)，這時已經(jīng)熔化的材料容易滲入過熱區(qū)的晶界，會造成低熔點材料的流失、合金元素?zé)龘p或蒸發(fā)，使焊接接頭難以焊合。例如焊接鐵與鉛時(熔點相差很大)，不僅兩種材料在固態(tài)時不能相互溶解，面且在液態(tài)時彼此之間也不能相互溶解，液態(tài)金屬呈層狀分布，冷卻后各自單獨進(jìn)行結(jié)晶。

    ② 異種材料的線脹系數(shù)相差越大，越難進(jìn)行焊接。線脹系數(shù)越大的材料，熱膨脹率越大，冷卻時收縮也越大，熔池結(jié)晶時會產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力。這種焊接應(yīng)力不易消除，結(jié)果會產(chǎn)生很大的焊接變形。由于焊縫兩側(cè)材料承受的應(yīng)力狀態(tài)不同，容易導(dǎo)致焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，甚至導(dǎo)致焊縫金屬與母材的剝離。

    ③ 異種材料的熱導(dǎo)率和比熱容相差越大，越難進(jìn)行焊接。材料的熱導(dǎo)率和比熱容的差異會使焊縫金屬的結(jié)晶條件變壞，晶粒嚴(yán)重粗化，并影響難熔金屬的潤濕性能。因此，應(yīng)選用強(qiáng)力熱源進(jìn)行焊接，焊接時熱源的位置要偏向?qū)嵝阅芎玫哪覆囊粋?cè)。

    ④ 異種材料的電磁性相差越大，越難進(jìn)行焊接。因為材料的電磁性相差越大，焊接電弧越不穩(wěn)定，焊縫越差。異種材料之間形成的金屬間化合物越多，越難進(jìn)行焊接。由于金屬間化合物具有較大的脆性，容易導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋、甚至斷裂。

    ⑤ 異種材料焊接過程中，由于焊接區(qū)顯微組織的變化或新生成的組織，使焊接接頭的性能惡化，給焊接帶來很大的困難。異種材料焊接接頭熔合區(qū)和熱影響區(qū)的力學(xué)性能較差，特別是塑韌性明顯下降。由于接頭塑韌性的下降以及焊接應(yīng)力的存在，異種材料焊接接頭容易產(chǎn)生裂紋，尤其是焊接熱影響區(qū)更容易產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生斷裂。

    ⑥ 異種材料的氧化性越強(qiáng)，越難進(jìn)行焊接。如用熔焊方法焊接銅和鋁時，熔池中，極易形成銅和鋁的氧化物(CuO、Cu₂O和Al₂O₃)。冷卻結(jié)晶時，存在于晶粒邊界的氧化物能使晶間結(jié)合力降低。CuO和Cu₂O均能與銅形成低熔點的共晶體(Cu+CuO和Cu+Cu₂O)，使焊縫產(chǎn)生夾雜和裂紋。銅與鋁形成的CuAl₂和Cu₂Al脆性化合物，能顯著降低焊縫金屬的強(qiáng)度和塑性。因此，采用熔焊方法焊接銅與鋁相當(dāng)困難。

    ⑦ 異種材料焊接時，焊縫和兩種母材金屬難以達(dá)到等強(qiáng)的要求。這是由于焊接時熔點低的金屬元素容易燒損和蒸發(fā)，從而使焊縫的化學(xué)成分發(fā)生變化，力學(xué)性能降低。尤其是焊接異種有色金屬。

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