异种材料的焊接性

出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第588页（1138字）

异种材料的焊接性主要取决于两种材料的晶体结构、物理性能、表面状态等，两种材料的这些性能差异越大，焊接性越差。

两种金属的晶格类型相同，晶格常数、原子半径及其负电性均比较接近时，越易形成连续固溶体，其焊接性越好；否则易形成金属间化合物，使焊缝性能大幅度降低。为了改善异种金属焊接性能，对不能形成无限固溶体的异种金属，可在两种被焊金属之间加入过渡层，选择的过渡层金属与两种金属均能形成无限固溶体。

熔化温度、线膨胀系数、导热系数和电阻等物理性能影响焊接的热循环过程、结晶条件和接头质量。当异种材料热物理性能的差异较大时会使熔化情况不一致，给焊接造成困难；线膨胀系数相差较大时，会造成接头较大的焊接残余应力和变形，易使焊缝及热影响区产生裂纹。异种材料电磁性相差较大时，则使电弧不稳定，焊缝成形不好甚至形成不了焊缝。

材料的表面氧化膜、吸附的氧离子和空气分子、水、油污、杂质等表面状态，都直接影响异种材料的焊接性。在生产实践中，往往由于表面氧化膜和其他吸附物的存在给焊接带来极大的困难。

此外，焊接异种材料时，必定会产生一层成分、组织及性能与母材不同的过渡层，过渡层的性能给焊接接头的整体性能带来重大的影响，处理好异种材料焊接的过渡层对于获得满意的焊接质量至关重要。过大的熔合比，会增大焊缝金属的稀释率，使过渡层更为明显；焊缝金属与母材的化学成分相差越大，熔池金属越不容易充分混合，过渡层越明显；熔池液态金属存在的时间越长，则越容易混合均匀。所以，焊接异种材料时需要采取相应的工艺措施来控制过渡层，以保证接头的性能。

为了获得优质的异种材料焊接接头，通常可以采取下列一些工艺措施：

(1)尽量缩短被焊材料在液态下停留的时间，以防止或减少生成金属间化合物。熔焊时，可以利用使热源更多地向熔点高的工件输热等方法来调节加热和接触时间；电阻焊时，可以采用截面和尺寸不同的电极，或者采用快速加热等方法来调节。

(2)焊接时要加强被焊材料保护，防止或减少周围空气的侵入。

(3)采用与两种被焊材料都能很好焊接的中间过渡层，以防止生成金属间化合物。

(4)焊缝中加入某些合金元素，以阻止金属间化合物相的产生和增长。