異種金屬的相溶性

　　異種金屬之間能否進(jìn)行焊接，決定于這兩種金屬在焊接條件下，它們合金元素之間的相互作用。當(dāng)兩種金屬元素之間不但在液態(tài)而且在固態(tài)下都互相溶解，能形成一種新相——固溶體，那么這兩種金屬元素之間便具有了冶金學(xué)上的相溶性。原則上固溶體是可以焊接的，因?yàn)樗M織均勻，塑性和韌性好，是理想的焊縫金相組織。

　　合金元素之間的相溶條件是：

　?。?）兩者晶格類型相同，如同為體心立方晶格。

　?。?）原子大小相近，即原子半徑相差不大。

　?。?）元素周期表中位置相鄰，即電化學(xué)性質(zhì)相差小。

　　若同時(shí)滿足這三個(gè)條件，就能無限制地溶解，所形成的固溶體為無限固溶體，又叫連續(xù)固溶體。如果只是部分地滿足上述條件，則只能有限地溶解，稱有限固溶體。有限固溶體的限度稱為溶解度，它受溫度的影響，大多是隨溫度的降低而減小。

　　當(dāng)有限固溶體的溶質(zhì)金屬量超過了溶解度時(shí)，就會(huì)從該固溶體中析出金屬間化合物。金屬間化合物硬而脆，為脆性相，它會(huì)使接頭的塑性、韌性下降，不能用于連接金屬，故在焊縫金屬中不希望出現(xiàn)這種組織。在液態(tài)下互不相溶的兩種金屬或合金，是不能用熔焊爿法直接焊接的，例如，鐵與鎂、純鉛與銅、鐵與鉛等。

　　所以對(duì)焊接而言，無限固溶的異種金屬之間具有良好相溶性，其焊接性最好；有限固溶的異種金屬焊接性較差；能形成金屬間化合物而且相互間又不作用的異種金屬焊接性最差。

　　實(shí)際上焊接的兩種金屬大多都不是純金屬而是合金，在熔焊時(shí)它們之間的相互作用就更為復(fù)雜。

　　異種金屬焊接的組合類型

　　金屬的種類繁多，不同金屬的性能各異，按工程實(shí)際需要，它們之間的組合極其多樣。按材料種類歸納，可有如下三種組合類型：

　?。?）異種鋼的焊接，又稱異種黑色金屬的焊接，如珠光體鋼和奧氏體鋼組合的焊接。

　?。?）異種有色金屬的焊接，如銅和鋁的焊接。

　?。?）鋼和有色金屬的焊接，如鋼和鋁的焊接。

　　按接頭組成歸納，也可分成三種組合類型：

　?。?）只有兩種不同金屬材料組合的接頭，例如：銅與鋁的摩擦焊；用純鎳焊條焊補(bǔ)鑄鐵缺陷；在碳鋼基體上堆焊不銹鋼焊層；用奧氏體鋼焊條作中碳調(diào)質(zhì)鋼對(duì)接焊等。

　?。?）由三種或三種以上不同金屬材料組合的接頭，應(yīng)用最多的是利用第三種金屬材料把另外兩種不同金屬焊接成整體。這第三種金屬多是用來改善異種金屬的焊接性和提高接頭質(zhì)量與性能的，在接頭中起到中間過渡、隔離和緩沖作用，有時(shí)還是填充金屬。例如，用奧氏體鋼焊條對(duì)珠光體鋼與鐵素體鋼焊接的焊條電弧焊；鋼和鋁擴(kuò)散焊時(shí)使用銅或鎳作中間層；異種金屬的釬焊等。

　　（3）復(fù)合鋼板結(jié)構(gòu)的接頭。典型的例子是以珠光體結(jié)構(gòu)鋼為基層，以奧氏體不銹鋼為覆層的復(fù)合鋼板焊接接頭。這類接頭上既有同種金屬焊接又有異種金屬焊接。