异种金属的相溶性_异种金属焊接的组合类型

　　异种金属的相溶性

　　异种金属之间能否进行焊接，决定于这两种金属在焊接条件下，它们合金元素之间的相互作用。当两种金属元素之间不但在液态而且在固态下都互相溶解，能形成一种新相——固溶体，那么这两种金属元素之间便具有了冶金学上的相溶性。原则上固溶体是可以焊接的，因为它组织均匀，塑性和韧性好，是理想的焊缝金相组织。

　　合金元素之间的相溶条件是：

　　（1）两者晶格类型相同，如同为体心立方晶格。

　　（2）原子大小相近，即原子半径相差不大。

　　（3）元素周期表中位置相邻，即电化学性质相差小。

　　若同时满足这三个条件，就能无限制地溶解，所形成的固溶体为无限固溶体，又叫连续固溶体。如果只是部分地满足上述条件，则只能有限地溶解，称有限固溶体。有限固溶体的限度称为溶解度，它受温度的影响，大多是随温度的降低而减小。

　　当有限固溶体的溶质金属量超过了溶解度时，就会从该固溶体中析出金属间化合物。金属间化合物硬而脆，为脆性相，它会使接头的塑性、韧性下降，不能用于连接金属，故在焊缝金属中不希望出现这种组织。在液态下互不相溶的两种金属或合金，是不能用熔焊爿法直接焊接的，例如，铁与镁、纯铅与铜、铁与铅等。

　　所以对焊接而言，无限固溶的异种金属之间具有良好相溶性，其焊接性最好；有限固溶的异种金属焊接性较差；能形成金属间化合物而且相互间又不作用的异种金属焊接性最差。

　　实际上焊接的两种金属大多都不是纯金属而是合金，在熔焊时它们之间的相互作用就更为复杂。

　　异种金属焊接的组合类型

　　金属的种类繁多，不同金属的性能各异，按工程实际需要，它们之间的组合极其多样。按材料种类归纳，可有如下三种组合类型：

　　（1）异种钢的焊接，又称异种黑色金属的焊接，如珠光体钢和奥氏体钢组合的焊接。

　　（2）异种有色金属的焊接，如铜和铝的焊接。

　　（3）钢和有色金属的焊接，如钢和铝的焊接。

　　按接头组成归纳，也可分成三种组合类型：

　　（1）只有两种不同金属材料组合的接头，例如：铜与铝的摩擦焊；用纯镍焊条焊补铸铁缺陷；在碳钢基体上堆焊不锈钢焊层；用奥氏体钢焊条作中碳调质钢对接焊等。

　　（2）由三种或三种以上不同金属材料组合的接头，应用最多的是利用第三种金属材料把另外两种不同金属焊接成整体。这第三种金属多是用来改善异种金属的焊接性和提高接头质量与性能的，在接头中起到中间过渡、隔离和缓冲作用，有时还是填充金属。例如，用奥氏体钢焊条对珠光体钢与铁素体钢焊接的焊条电弧焊；钢和铝扩散焊时使用铜或镍作中间层；异种金属的钎焊等。

　　（3）复合钢板结构的接头。典型的例子是以珠光体结构钢为基层，以奥氏体不锈钢为覆层的复合钢板焊接接头。这类接头上既有同种金属焊接又有异种金属焊接。