异种金属是指不同元素的金属（如铝、铜等）或由同一基本金属（如碳钢、不锈钢等）形成的某些冶金性能（如物理性能）存在显着差异的合金。性能、化学性能等。它们可以用作母材金属、填充金属或焊缝金属。
异种材料的焊接是指两种或两种以上不同材料（指不同的化学成分、金相组织、性能等）在一定的工艺条件下进行焊接的过程。在异种金属的焊接中，最常见的是异种钢的焊接，其次是异种有色金属的焊接以及钢与有色金属的焊接。
从接头形式来看，基本情况有三种，即两种不同金属母材的接头、母材相同但填充金属不同的接头（如采用奥氏体焊接材料焊接中碳调质钢的接头、等），以及复合金属板的焊接接头等。
异种材料的焊接是当两种不同的金属焊接在一起时，不可避免地会产生与母材不同性能和结构的过渡层。由于异种金属在元素性能、物理性能、化学性能等方面存在显着差异，与同种材料的焊接相比，异种材料的焊接在焊接机理和操作技术方面要复杂得多。。
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异种材料焊接存在的主要问题如下：
1、异种材料的熔点差异越大，焊接就越困难。
这是因为当低熔点材料达到熔融状态时，高熔点材料仍处于固态。此时，熔化的材料容易渗入过热区晶界，引起低熔点材料的损失和合金元素的燃烧或蒸发。使焊接接头难以焊接。例如，当焊接铁和铅（它们的熔点相差很大）时，两种材料不仅在固态下不能互相溶解，而且在液态下也不能互相溶解。液态金属呈层状分布，冷却后分别结晶。
2、异种材料的线膨胀系数差异越大，焊接就越困难。
线膨胀系数较大的材料，其热膨胀率较大，冷却时的收缩量较大，在熔池结晶时会产生较大的焊接应力。这种焊接应力不易消除，导致焊接变形较大。由于焊缝两侧材料的应力状态不同，容易引起焊缝及热影响区裂纹，甚至造成焊缝金属与母材剥离。
3、异种材料的导热系数和比热容差异越大，焊接就越困难。
材料的导热率和比热容会恶化焊缝金属的结晶条件，严重使晶粒粗化，影响难熔金属的润湿性能。因此，焊接时应采用强大的热源。焊接时热源位置应朝向母材导热良好的一侧。
4、异种材料之间的电磁差异越大，焊接就越困难。
因为材料之间的电磁差越大，焊接电弧就越不稳定，焊缝就越差。
5、异种材料之间形成的金属间化合物越多，焊接就越困难。
由于金属间化合物比较脆，很容易造成焊缝裂纹甚至断裂。
6、异种材料焊接过程中，由于焊接区金相组织的变化或新形成的组织，使焊接接头性能恶化，给焊接带来很大困难。
接头熔合区和热影响区力学性能较差，特别是塑性韧性明显降低。由于接头塑性韧性的下降和焊接应力的存在，异种材料的焊接接头容易产生裂纹，特别是在焊接热影响区，更容易产生裂纹甚至断裂。
7、异种材料氧化越强，焊接越困难。
例如，当铜和铝通过熔焊进行焊接时，熔池中容易形成铜和铝的氧化物。在冷却和结晶过程中，晶界处存在的氧化物可以降低晶间结合力。
8、异种材料焊接时，焊缝与两种母材很难达到同等强度的要求。
这是因为低熔点的金属元素在焊接时容易燃烧和蒸发，使焊缝的化学成分发生变化，降低其机械性能，特别是在焊接异种有色金属时。
发布时间：2023年12月28日
