異種金屬材料物理性質(zhì)對焊接的影響探思

（維升特建筑系統(tǒng)（蘇州）有限公司，江蘇 蘇州 215400）

焊接技術(shù)在加工之中往往起到關(guān)鍵作用，單純的金屬材料的焊接不管是硬度還是牢固性都不能滿足科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，這時異種金屬材料焊接的優(yōu)勢便更加明顯。異種金屬材料焊接是將兩種或者多種不同的金屬材料焊接在一起。雖然看似簡單的兩種物質(zhì)進行組合，可是在焊接過程中卻要考慮多種因素[1]。在進行異種金屬材料焊接需要這些因素來綜合考慮的。異種金屬材料的結(jié)合，對焊接技術(shù)的影響具有雙面性。異種金屬材料焊接促進了焊接技術(shù)的發(fā)展與提高，與此同時也在時刻挑戰(zhàn)著焊接技術(shù)水平。

1 異種金屬焊接的概念

在我們的生活中，金屬的焊接離不開我們的每一處，它對我們的生活，建筑，設(shè)備等方面都是有很大的幫助的。所說的異種金屬焊接，主要就是指根據(jù)兩種及以上的不同金屬，這種不同的金屬是指他們的化學(xué)物理成分、在金屬的構(gòu)成方面性能有很大區(qū)別，不同的金屬在一定設(shè)備，一定高科技的輔助之下進行有效的焊接并且加工的過程[2]。然而想要把這些不同的金屬很好的焊接起來主要是取決于這些材料之間的結(jié)構(gòu)組織類型和化學(xué)物理性質(zhì)，以及焊接時所需要的外部環(huán)境條件，比如說焊接溫度和時間。但是如果這些金屬之間的上述提到的性能差別太大，或者是差別不大但是性質(zhì)不相容的情況下就會使焊接時候的穩(wěn)定性以及是否能有效焊接都有巨大的影響。所以，焊接就是在測量好各種金屬有關(guān)性質(zhì)下進行連接，做到很好的穩(wěn)定功效。

2 焊接受到異種金屬材料物理性質(zhì)不同的影響

（1）熔點。焊接需要控制很多的外部因素，當(dāng)進行每一次焊接的時候，要焊接在一起的兩種金屬焊接部分都是要融化的，如果這兩種金屬各自的熔點相差不大，只有不到幾十?dāng)z氏度的差別。我們都知道每個物體都有自己的熔點，只是高低的區(qū)別，有的在零下幾十?dāng)z氏度都會溶解，但有的在上千攝氏度下都不會。所以在焊接的過程中，對于低熔點的那個金屬來說，要想焊接時得到溶解是很容易的，因為在想要熔解更高熔點的金屬時就已經(jīng)大大超過了低熔點金屬的熔點，但是那個熔點更高的金屬就會因為沒有達到該有的熔點而沒有熔解。

（2）比熱容和熱導(dǎo)率。每一種金屬的熱導(dǎo)率和比熱容都是不完全相同的，所以在焊接的過程中，當(dāng)需要焊接的金屬的熱導(dǎo)率，比熱容相差得相對較大得時候，就會引起對每種金屬得熱輸入不平衡的問題，因為熱導(dǎo)率會直接影響金屬對熱的吸收傳播程度，一旦兩種金屬有很大的差別的時候，焊接時就相當(dāng)于是一對熔點相差很大的金屬，并且在焊接的同時兩個金屬熔解得也是很不平衡得。而比熱容與也有相似的道理，就像油和水一樣，兩種物質(zhì)的沸點熔點會差別很大，也會導(dǎo)致上述的情況一樣發(fā)生，所以不僅會造成焊接裂縫會有很大的改變，而且在焊接完后形成很大的缺口，兩種金屬邊上會出現(xiàn)晶體，這樣的情況還會因為在某種狀態(tài)下的操作得到不同程度的改變。例如以下的分析，對于那些熱導(dǎo)率較高的金屬在受熱時，焊接時得到的熱量就會很多，金屬熱傳導(dǎo)的面積也會更大，就能夠擁有更多的熱量，但是就是因為有這樣的特性，在他們受到冷水刺激或者是在冷卻的時候就會很快的冷去，變硬，但是這是極不堅固的硬，很脆。相對于這些來說，熱導(dǎo)率較低的金屬就完全不一樣，他們在焊接我的時候會出現(xiàn)的是受熱溫度持續(xù)的過高現(xiàn)象。

（3）線膨脹系數(shù)。線膨脹系數(shù)是指金屬膨脹或者是收縮時的程度。但是又將它分為了在一種溫度點以及某一個區(qū)間的線膨脹系數(shù)，并且對于后者來說，又被統(tǒng)稱為平均的線膨脹系數(shù)。在某些多種金屬的線膨脹系數(shù)的差異很大的時候，進行焊接，因為兩種金屬得到冷卻的時間以及自身在收縮的時間都不一樣，所以就會有很強烈的一種力來排斥兩種金屬的連接，在這種情況相對嚴(yán)重的時候也會使得焊接的時候引起兩種金屬之間的裂縫。

（4）磁場的影響。我們的電焊主要是采用直流的電弧電焊以及電子束的電焊來進行焊接的，焊接對于不同金屬來說都是很有影響的，在不同電焊焊接下就可能會因為金屬磁場不相同的原因，導(dǎo)致在金屬體內(nèi)部電子流向，電子束的偏離，會直接偏離每個我金屬固定電子團的固定軸上，使得需要固定的就遠離，直接導(dǎo)致分散，電流就會向每個我金屬磁體的不相同一側(cè)偏移，會讓在焊接的金屬熔解了，但是固定，冷縮的時候不會集中在你想要的地方。并且這樣的情況還會導(dǎo)致將要焊接的金屬的熔化程度超過自己的預(yù)期，從而有了金屬的過多熔化，讓焊接的金屬不能焊接成功。

3 異種金屬材料的焊接方法

（1）熔焊。熔焊作為常見的一種焊接方法，所以在對異種金屬焊接的時候，就會有較多的機會來使用這種焊接的方法，也是在一般焊廠，專業(yè)店鋪很常見的一種方式。就針對于熔焊來說，也會分出幾種不一樣的類型，其中包括了焊條電弧焊（就是利用在焊接時期的焊條，處在要焊接的金屬上，與電焊焊接端相會接觸，形成一種電弧進行焊接），氣體保護焊（氣體保護焊就是利用一個保護封裝，在密閉的很小的一個環(huán)境下進行焊接，防止在焊接的過程中生成的氣體與空氣中的氣體接觸而發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致焊接失?。?，而電子束焊（是一種利用通電電流在電焊內(nèi)部產(chǎn)生的電子束，當(dāng)在兩個金屬焊接的區(qū)域內(nèi)就會形成電子束，從而進行焊接的方式），和激光焊（不言而喻，此種焊接方式是電焊的另一種類型，就是利用激光技術(shù)，對要焊接的兩種金屬部分加熱到能夠焊接的程度）等等很多焊接的類型。由于熔焊時兩金屬焊接的那一部分熔解后會出現(xiàn)分散得不平衡，也會導(dǎo)致這個部位的物理化學(xué)成分以及結(jié)構(gòu)組織形成不均勻得狀態(tài)或者是通過化學(xué)反應(yīng)直接生成金屬化合物，所以在焊接時應(yīng)該適當(dāng)降低稀釋率，字條件盡可能允許得時候采用低電流的，并且能很快的焊接的高速焊。熔焊會很大的影響每種金屬的稀釋率，有時候的影響甚至?xí)_到三成及以上，但是氣體保護焊接會在1層到5層之間的范圍內(nèi)不斷的變動。然而經(jīng)過專家的研究，稀釋率最大的的是過度得向焊接區(qū)域內(nèi)加熱，升值很高的溫度，用很長的時間，稀釋率最小的是在焊接短路的情況下的電流焊接過程。而在某些電焊方式下焊熔本身就非常大，通過檢測它的稀釋率大概在1層到7層之間變動，這種巨大范圍內(nèi)還是很不好估量的。但是當(dāng)我們遇到這樣的情況時我們可以直接用帶狀電極降低他們原有的稀釋率。在大部分我們?nèi)粘：附拥臅r候，要想解決各種問題，通常是利用降低稀釋率的方式來完成成功的焊接。

（2）壓焊。我們在前面講過焊接過程一般是將兩個金屬焊接部分熔化，但是壓焊就完全不同，它通常是不會熔化焊接的部分，所以在焊接的時候焊接溫度也會低于兩種金屬自身的熔點。但是在某些壓焊的時候也會將溫度升到金屬的熔點，然后又通過給焊接部分直接加壓的方式將金屬熔化的部分，俗稱液態(tài)金屬從中擠出來，但是又會用固體相會結(jié)合的方式生成金屬間接頭。所以這是比較繁瑣的一種焊接的方式，本來在處理金屬的時候就不會很好處理，再加上又有液態(tài)金屬的融入，如果是在設(shè)備不充足的條件下，是不可能將固液分開的，不僅如此處理不好還會威脅人體健康，導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染。在壓焊之中：包括在之類的冷壓焊、利用超聲波焊等方法，都具有的很好的特點是，在每次執(zhí)行焊接的時候，焊接金屬的焊接部分的溫度不會很高，這樣來說就不會給其他反應(yīng)提供有利條件，就難以形成多余的金屬化合物，這樣的有點對于不同金屬的焊接過程中是非常有幫助的，不僅風(fēng)險不高，效果還很好，但是這樣的壓焊也存在最大缺點，就是對兩種金屬的相似性要求較高，就相當(dāng)于是要兩個很契合的金屬。

（3）釬焊。釬焊也是焊接時的一種常見方法，釬料和金屬之間的焊接方式就是釬焊，它的特點是釬料和金屬都熔化，熔化之間時對于比材料熔點低的那個釬料。所以在釬焊時，要焊接的兩種金屬也是不會熔化的，只熔化將用到的溫度更為低的釬料。這樣的好處就是機會避免了前面所說的稀釋率的問題，這種焊接的方式也是的到了很多的青睞。

4 異種金屬材料的相溶性問題

我們聽說過冶金，但是冶金相溶性指的是金屬之中的結(jié)構(gòu)晶體構(gòu)成類型、參數(shù)、所具有的內(nèi)部微觀的原子半徑以及最外層電子數(shù)和結(jié)構(gòu)，并且這些差異的存在就形成了冶金的差異性。對于兩種金屬來說，在焊接的時候是否相溶，就時通過他們固液之間的相溶性和焊接的時候是否產(chǎn)生金屬化合物所決定的。但是因為產(chǎn)生的金屬化合物硬但是脆，不能夠用來當(dāng)作焊接金屬的原料，就會在焊接時產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重的還不能直接使用焊接成果。

5 結(jié)語

為了穩(wěn)定金屬支架的結(jié)構(gòu)，增加其穩(wěn)定性，工廠在施工之時離不開焊接技術(shù)，焊接能幫助他們達到理想的效果。在進行金屬焊接的時候同種金屬材料進行焊接不能滿足生產(chǎn)發(fā)展所需，經(jīng)常會碰到使用異種金屬材料之間進行的焊接的情況。不同金屬材料的物理性質(zhì)的不同會對焊接產(chǎn)生很大的影響，因此，在對異種金屬的焊接中，需要根據(jù)焊接金屬的物理性質(zhì)來選擇最佳的焊接技術(shù)，從而保證最佳的焊接效果。在進行異種金屬材料焊接之時，首先一定要認(rèn)識到其物理性質(zhì)所造成焊接問題，尤其是不同金屬材料之間互溶性的問題?？梢哉f異種金屬材料的物理性質(zhì)是影響焊接效果的直接原因。在進行金屬焊接之時，一定要依照焊接金屬材料的物理性質(zhì)，實事求是選擇最合適的焊接技術(shù)與焊接手法，這樣才能保證金屬焊接的質(zhì)量，才能達到理想的焊接效果。