异种材料焊接的原理及特点异种材料的焊接, 是指两种或两种以上的不同材料( 指化学成分、金相组织及性能不同) 在一定工艺条件下进行焊接加工的过程, 把不同的金属焊接在一起时, 必定会产生一层性能和组织与母材不同的过渡层, 由于异种金属在元素性质、物理性能、化学性能等方面有显著差异, 与同种材料的焊接相比, 异种材料焊接无论从焊接机理和操作技术上都比同种材料要复杂得多[6]。67495

2异种材料焊接存在的主要问题

    随着现代技术的发展，异种金属材料焊接可节省大量的贵重材料，实现在不同温度、载荷及环境下，用不同材料以得到优良的力学性能，降低成本，做到物尽其用。但关键是异种金属材料焊接能否形成优质焊接接头。异种金属在给定的焊接工艺条件下，能否形成优质焊接接头主要取决于被焊接金属的物理性能、力学性能、化学成分和工艺措施。异种金属焊接性与它们在液态和固态时的互溶性及形成脆性化合物的性能也有密切关系[7]。

    异种材料焊接存在的主要问题有以下几点：（1）异种材料的熔点相差越大，越难进行焊接；焊接熔点相差很大的异种金属由于熔点低的金属达到熔化状态时，熔点高的金属仍呈固体状态，因此已熔化的金属容易渗入过热区的晶界，使过热区的组织性能降低。当熔点高的金属熔化时，势必造成熔点低的金属流失，合金元素的烧损和蒸发，因此，焊接接头难以焊合。（2）异种材料的线膨胀系数相差越大，越难进行焊接；由于线膨胀系数愈大，金属热膨胀率愈大，冷却时收缩率也愈大。相反，则反之。因此，在异种金属的熔池结晶时, 会产生很大的热应力。焊缝两侧金属承受的应力状态不同，容易使焊缝及热影响区产生裂纹，甚至导致焊缝与母材剥离。（3）异种材料的热导率和比热容相差越大, 越难进行焊接； 金属的导热率和比热能改变焊缝的温度场和结晶条件，并影响难熔金属的润湿性能。此外，异种金属的导热率和比热相差愈大，愈易使焊缝的结晶条件变坏、晶粒粗化严重。（4）异种材料的电磁性相差越大，越难进行焊接；电磁性相差愈大，焊接电弧愈不稳定，焊缝成形愈容易变坏。（5） 异种材料之间形成的金属间化合物越多，越难进行焊接；由于金属间化合物具有很大的脆性，因而金属间化合物的数量、形状和在焊缝中的分布状态对焊接接头的性能均有很大影响。金属间化合物愈多，焊缝愈容易产生裂纹，甚至会造成脆断。（6）异种材料焊接过程中，由于焊接区金相组织的变化或新生成的组织吗，使焊接接头的性能恶化给焊接带来很大的困难。（7）异种材料的氧化性越强，越难进行焊接；焊接时形成的脆性氧化物，能显著降低焊缝强度和塑性。（8）异种材料焊接时，焊缝和两种母材金属难以达到等强的要求；焊接异种金属(或异种合金)时通常采用强力热源，因此易造成合金元素的烧损和蒸发，从而使焊缝的化学成分发生很大变化，组织性能显著降低焊缝与母材达不到等强度。尤其是焊接异种有色金属时更为明显。此外焊接时产生的烧穿、夹杂和焊缝形状尺寸不符合要求等缺陷也会影响焊缝与母材达到等强度[8]。论文网

3异种材料常见缺陷

由于异种金属在化学性能、物理性能、力学性能以及金相组织等方面存在着较大的差异，与同种金属焊接相比更容易产生焊接缺陷。异种材料的焊接缺陷有外部和内部缺陷两大类，如表1-1：

表1-1异种材料常见缺陷[9]

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