（菏泽市特种设备协会 山东菏泽 274000）
摘要：随着我国的科学技术的不断创新，各种新设备、新技术、新工艺应运而生，随之对我国的工程构件的质量提出了更高的要求。但是在进行工程施工时，不论是哪一种材料，都不可能全面满足施工的需求。为了能够满足施工的需求，人们开始将不同的材料进行有效融合，让这些材料的性能得到了充分的发挥。同时还能够有效替代贵重金属，减少不必要的经济投入，提升企业的经济效益。所以在社会的各个行业之中，经常可以看到异种金属焊接的广泛应用。但是，近几年我国经常发生异种金属焊接失效的情况，造成了一定的财产损失和人员伤亡。
关键词：异种金属；焊接问题；焊接工艺
引言
现代工程中大多数零件的工作环境都为高温、低温、电磁场、腐蚀介质或放射性环境，其中金属材料成为零件的主要原料之一。而随着技术的发展，对零件要求也不断提升，一种金属材料已经无法满足实际使用需求。因此在金属零件锻造中，不仅需要对同种材料进行焊接，同时需要对异种材料进行焊接。在焊接过程中，不仅需要满足不同工作条件对金属材料的不同需求，考虑到成本问题，同时需要节约金属资源，发挥不同金属材料的性能优势。焊接作为一种金属材料加工的重要技术，在特定情况下，异种金属构件的性能远远高于单一金属。异种材料目前已经在电子、机械、化工、航天、造船以及多种其他领域得到广泛应用，异种金属焊接已经成为工业发展的一种趋势。为确保能够更好满足工业发展需求，对异种金属焊接工艺技术进行研究。
1 异种钢焊接特点
1）焊缝金属会被珠光体母材稀释，易产生马氏体组织，恶化接头质量。2）奥氏体焊缝金属紧邻熔合线处存在一个窄的低塑性带，宽度一般为0.2~0.6mm，其化学成分和组织不同于焊缝的其它部分，通常称为熔合区脆性交界层，会降低冲击韧性。3）焊接接头在焊后热处理或在高温条件下工作时，焊缝的熔合线附近会出现碳的扩散迁移现象，即在熔合线的珠光体一侧产生脱碳层，而在相邻的铬镍奥氏体焊缝中产生增碳层，使接头变脆，会降低接头的高温持久强度和耐蚀性。4）由于存在线膨胀系数的差别（奥氏体钢的线膨胀系数比珠光体钢大30％~50％），会在焊后的冷却、热处理和使用过程中产生热应力。
2 异种金属焊接常见问题
2.1性能不连续
由于金相组织和化学成分的不同，造成了焊接接头位置的力学性能的差异性。在焊接接头的不同位置，其硬度、韧性、塑性、强度、持久性能、高温蠕变、冲击性能等都存在着差异性。由于这种不均匀性，使得在同样的环境条件之下，不同位置的性能也存在明显差异，也就是人们常说的强化区域和弱化区域。特别是在温度极高的环境之下，焊接接头经常会过早地失去使用价值。
2.2温度问题
如果是长时间呆在室内，接受的是比较正常的温度，那么焊接的接头位置的性能（比如弯曲、拉伸等）就比焊母材料高很多。但是如果长期在中温或者高温的环境下运行，那么接头位置的性能就要低于母材料。
2.3焊缝熔合区问题
焊接结构之所以会被破坏，主要是由于焊缝熔合区造成的。如果熔合区的性能无法得到保证，就会直接影响焊接结构的正常使用，减低其使用性能。
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2.1焊接工艺
焊接异种金属并没有特殊的工艺需求，一般我们常见的焊接方法都可以用来进行焊接。但是，工作人员最好要结合金属的焊接特点，选择相应的焊接方法每以此来保障其焊接质量。1）焊接方式。在焊接异种金属时，最常见的焊接工艺就是熔焊，包括激光焊、电子焊、电渣焊、埋弧焊等。为了能够有效降低稀释，一般选择激光焊、电子束焊等工艺。为了能够有效降低熔深，工作人员一般借助摆动焊丝、间接电弧，带状电极等工艺。但是不管怎么样，只要有熔焊操作，那么就肯定会出现母材料溶入焊缝造成稀释的情况，可能还会产生共晶体、金属间化合物等。为了提升焊接质量，要合理减少金属在高温环境下的停留时间。和熔焊相比较而言，压焊具有着明显的优势，只要接头满足标准，且能够保障焊接质量，那么就可以选择压焊。2）焊接材料。选择焊接材料时，重点考虑的内容是焊缝金属的性能和成分。当接头没有明显缺陷时，最好选择韧性和塑性较高的材料；焊缝金属的性能比较一般时，可以选择不低于母材性能的焊材，同时还要考虑焊接的工艺性能；焊接异种钢时，可以选择低氢型的焊条，保持其干燥性。3）坡口角度。按照母材的融合比和厚度进行想应的选择。坡口的角度越大，熔合比就越小。4）焊接参数。为了能够有效降焊缝金属的稀释情况，可以选择小电流与高焊接速度焊接。5）焊前预热。焊缝金属合金化进程和母材的淬火倾向的大小，决定了预热的温度。6）氩弧焊打底层焊道施焊时，必须采用填充焊丝的焊接方法，不允许采用自熔的焊接方法。7）焊条电弧焊盖面焊道施焊时应采用较快焊接速度，以缩短焊接区在450～850℃温度区间的停留时间。8）尽可能选择较小的焊接电流，较快的焊接速度，以减少焊缝金属的熔合比和降低稀释率。9）严禁在焊件的非焊接部位引燃电弧，收弧时必须将弧坑填满。10）珠光体钢和奥氏体钢相焊时，可按珠光体钢的预热条件预热而焊后不进行热处理。11）焊后热处理。可以有效增强淬硬区的塑性，降低焊接的应力。
2.2 异种金属薄板的全自动焊接
异种金属薄板的全自动焊接目前主要使用焊接机器进行全自动焊接，焊接机器在实际应用中较为广泛，且都拥有预定焊接轨道。焊接机器的焊枪沿着预定轨道对金属薄板进行动作。焊接过程主要针对运用聚氨酯材料对薄板焊接处进行处理，确保接口不会出现裂痕。在进行焊接前，需要对金属材料表面进行处理。部分金属材料在焊接过程中容易在表面形成一层氧化膜，容易吸收水分的同时阻碍焊缝熔合。导致焊接后的金属薄板表面容易被污染。因此，对金属薄板在焊接前的表面清理主要采用脱脂去油清理、机械清理以及化学清洗等几种方式。为保证金属薄板制品的质量，需要注意在对其进行焊接后的表面处理，有效提高其使用寿命。自动焊接过程中，由传送机负责对焊接所需的焊丝进行传送，传送速度需要满足焊枪消耗速度的同时，根据焊枪轨迹进行调整。针对异种金属薄板的全自动焊接过程，焊接机器能够对其实现自动全角度调整，焊接过程中全部由传感器与计算机对其进行自动控制，并针对其结果进行实时反馈，同时也根据需要进行人工调整。异种金属薄板的全自动焊接技术路线。
2.3金属熔焊局限性的防控对策
首先将焊缝点进行加固和加厚，防止出现严重的局限性，同时禁止采用强力进行组配，不能采用敲打的方式来进行焊缝的处理。在进行异种金属的焊接过程中，应当对两种材料的相关特性进行充分的了解，在保证两种金属相关特性相似的情况下进行融合往往能够取得不错的效果，而且还需要对材质的热膨胀系数进行了解，尽可能的降低异种金属焊接过程中出现夹钨现象出现。
结语
焊接异种金属，能够满足某些工程结构的性能需求，替代昂贵的金属，降低施工成本，给企业带来更大的经济效益。因此，在开展实际的焊接工作时，工作人员要不断提升自身的专业技能，对焊接过程中经常出现的问题进行总结，制定相应的结局策略，以此来提升异种金属的焊接质量。
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论文作者:付贵
论文发表刊物:《云南电业》2019年2期
论文发表时间:2019/8/29
标签：金属论文; 异种论文; 性能论文; 薄板论文; 材料论文; 珠光体论文; 过程中论文; 《云南电业》2019年2期论文;