異種鋼之間的組合焊接,一種是金相組織相同,僅合金化程度不同的異種鋼焊接;一種是金相組織不相同的異種鋼焊接。
(1)金相組織相同、合金化程度不同的異種鋼焊接的特點
1)不同牌號的珠光體型鋼
由于它們之間熱物理性能差異不太大,焊接時,要盡量選擇接近合金成分、含量較少鋼材的焊條或焊絲,以免焊縫出現裂紋和其他焊接缺陷。
焊接工藝和預熱溫度的制定則應參考合金成分含量較高的鋼種的有關要求。
2)高鉻馬氏體、鐵素體、鐵素體-奧氏體型鋼
這類鋼由于鉻元素的存在,最容易使碳析出而形成碳化鉻,在熔化區中不會出現明顯的擴散層。選擇焊接材料時,必須考慮到焊縫中會否出現裂紋和脆性的傾向。
按鋼種分別選擇適當的預熱溫度和焊后熱處理規范。
3)奧氏體型與鐵素體-奧氏體型鋼
奧氏體型異種鋼材之間的焊接,主要是焊接材料的選擇,必須考慮到奧氏體鋼焊縫在合金成分與最佳含量略有出入的情況下,就容易產生裂紋這一因素。焊后應根據不同要求進行熱處理。
(2)金相組織不同的異種鋼焊接特點
高合金鋼(如鉻鎳奧氏體型鋼)與中、低合金鋼(如珠光體型耐熱鋼)或碳鋼的焊接。
1)焊縫金屬被母材稀釋。如果采用1Cr18Ni9型奧氏體型焊條焊接低碳鋼時,焊縫金屬中母材熔入量不大于13%,焊縫金屬組織可以保持奧氏體一鐵素體組織;當熔入的母材量超過20%時,焊縫金屬組織為奧氏體-馬氏體組織,會出現裂紋的危險。
2)奧氏體焊縫金屬緊鄰熔合線處,存在一個很窄的(約在0.2~0.6mm之間)低塑性帶,其化學成分和組織不同于焊縫其他部位,通常稱為熔合區脆性交界層,其韌性降低。
3)焊接接頭在焊后熱處理或在高溫條件下工作時,熔合線附近會出現碳的擴散遷移現象,即在熔合線的珠光體一側產生脫碳層,而在相鄰的鉻鎳奧氏體焊縫中產生增碳層,使接頭變脆,降低焊接接頭的高溫持久強度和耐蝕性。
4)由于線膨脹系數的不同(奧氏體鋼比珠光體鋼大30%~50%),會在焊后冷卻、熱處理及使用過程中產生熱應力。在周期性加熱和冷卻條件下工作時,還可能在熔合區珠光體一側產生熱疲勞裂紋,使接頭斷裂。