常有配管設計人員咨詢我們：不銹鋼和碳鋼（低合金鋼）是否可以直接焊接 ？首先應該明確，不(bu)銹鋼(gang)和碳鋼是可以直接焊接的，但是在管道設計時，需要分具體情況進行分析，才能最終確定。
不銹鋼與(yu)碳鋼管道可(ke)能存在異種鋼焊接(jie)的情況(kuang)：
①. 由于儀表配管大多管徑小，對管道內潔要求高，一些設計單位為了統一裝置的儀表配管，材料都采用不銹鋼管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的特殊伴熱(re)管(guan)為(wei)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼，而蒸汽分配站為(wei)碳鋼，此時會出現碳鋼與不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的連接(jie)；
③. 有的(de)設備為(wei)不(bu)(bu)銹鋼，而壓力(li)管道為(wei)碳鋼，此時會出現碳鋼與不(bu)(bu)銹鋼的(de)連(lian)接；
④. 有的(de)夾(jia)套管(guan)(guan)芯(xin)管(guan)(guan)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼、夾(jia)套用(yong)碳鋼，有的(de)夾(jia)套芯(xin)管(guan)(guan)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼、夾(jia)套也用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼、熱(re)媒管(guan)(guan)用(yong)碳鋼，會(hui)出(chu)現碳鋼與不(bu)銹(xiu)鋼的(de)連接。
一(yi)、一(yi)般情(qing)況(kuang)碳(tan)鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)不(bu)直接接觸
1. 在(zai)GB50235《工(gong)(gong)業金(jin)屬(shu)管道工(gong)(gong)程(cheng)施工(gong)(gong)規范》規定“不(bu)(bu)銹鋼管道與支(zhi)架之間應墊入不(bu)(bu)銹鋼或氯離(li)子含量不(bu)(bu)超(chao)過(guo)50x10-6的(de)非金(jin)屬(shu)墊片”，原因(yin)是不(bu)(bu)銹鋼和碳鋼直(zhi)接接觸會發生電化(hua)學腐蝕，在(zai)儲(chu)存(cun)、運輸、加工(gong)(gong)和安裝(zhuang)時，一定要嚴格(ge)分(fen)開。
2. 不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)金相組織和表面鈍化(hua)(hua)膜，使得它在(zai)(zai)一般情(qing)況下較難與(yu)介(jie)質發生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)學(xue)反應而被腐(fu)蝕(shi)，但并不(bu)(bu)(bu)是(shi)在(zai)(zai)任(ren)何條(tiao)件(jian)下都不(bu)(bu)(bu)能(neng)被腐(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質和誘(you)因(yin)（如劃(hua)傷(shang)、飛濺、割(ge)渣等）存在(zai)(zai)的(de)(de)條(tiao)件(jian)下，不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)也能(neng)與(yu)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質發生(sheng)(sheng)(sheng)緩慢的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)和電化(hua)(hua)學(xue)反應被腐(fu)蝕(shi)，而且在(zai)(zai)一定條(tiao)件(jian)下的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速度相當快(kuai)而產生(sheng)(sheng)(sheng)銹蝕(shi)現象，尤其是(shi)點蝕(shi)和縫隙腐(fu)蝕(shi)。不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)件(jian)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)機理(li)主要為電化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)。當不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)直接接觸(chu)會產生(sheng)(sheng)(sheng)腐(fu)蝕(shi)。
3. 不銹鋼與碳鋼直接接觸腐蝕分析。鉻-鎳不銹鋼是現今運用最為廣泛的不銹鋼，國內牌號06Cr19Ni10，國際常用牌號304，不銹鋼因為含有18％以上的鉻以及8％以上的鎳含量，從而具有良好的耐腐蝕和成型的綜合性能。
碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)材料含(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)的(de)多少直(zhi)接關系(xi)到碳(tan)(tan)(tan)素(su)鋼(gang)材料性(xing)能，隨著(zhu)含(han)碳(tan)(tan)(tan)量(liang)增加，鋼(gang)的(de)硬度、強度隨之提升，鋼(gang)材的(de)塑性(xing)、可(ke)焊性(xing)能降(jiang)低。同時碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)中錳元(yuan)素(su)、硅元(yuan)素(su)、鎳(nie)元(yuan)素(su)、硫元(yuan)素(su)也對(dui)碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)材性(xing)能影響(xiang)。
電(dian)偶腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)，是由兩種不(bu)同電(dian)位(wei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)接(jie)觸，從而(er)引起電(dian)位(wei)低的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)發生(sheng)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)異種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)接(jie)觸腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。當不(bu)銹鋼(gang)材料與碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)材料混合儲存時，不(bu)銹鋼(gang)含有鎳、鉻金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素(su)(su)而(er)活潑性降低，電(dian)極(ji)(ji)電(dian)位(wei)便(bian)高(gao)于普(pu)通碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)為陰極(ji)(ji)、碳(tan)(tan)(tan)鋼(gang)為陽極(ji)(ji)。在潮濕的(de)(de)空氣(qi)中水汽不(bu)可避免(mian)地(di)溶入(ru)二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)而(er)形(xing)成(cheng)酸性的(de)(de)電(dian)解質，從而(er)形(xing)成(cheng)電(dian)偶反應，碳(tan)(tan)(tan)素(su)(su)體(ti)中的(de)(de)鐵元素(su)(su)失(shi)(shi)去電(dian)子，形(xing)成(cheng)正二價鐵離子，得(de)到電(dian)子的(de)(de)鐵元素(su)(su)變成(cheng)三氧(yang)化(hua)(hua)二鐵，電(dian)流就會如此(ci)通過高(gao)位(wei)電(dian)極(ji)(ji)（陽極(ji)(ji)）金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)流入(ru)低位(wei)電(dian)極(ji)(ji)（陰極(ji)(ji)），至此(ci)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)化(hua)(hua)學(xue)能(neng)以(yi)電(dian)能(neng)的(de)(de)形(xing)式損(sun)失(shi)(shi)，陰極(ji)(ji)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)因受到保護而(er)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)減慢，陽極(ji)(ji)以(yi)電(dian)子損(sun)失(shi)(shi)而(er)更快地(di)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。
當不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與碳(tan)(tan)鋼(gang)直接接觸(chu)時，隨(sui)著(zhu)(zhu)時間的(de)(de)(de)推(tui)移(yi)，碳(tan)(tan)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)斷地(di)鈍化，碳(tan)(tan)鋼(gang)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)產物(wu)對碳(tan)(tan)鋼(gang)起到(dao)了一定性的(de)(de)(de)保護作用，從而減(jian)緩了碳(tan)(tan)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)。但(dan)(dan)是不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)隨(sui)著(zhu)(zhu)時間的(de)(de)(de)推(tui)移(yi)，材(cai)料(liao)表面的(de)(de)(de)鈍化保護膜不(bu)(bu)斷地(di)損(sun)失，且(qie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)因為前期(qi)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)極小，腐(fu)蝕(shi)產物(wu)較(jiao)少，難以對不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)起到(dao)保護作用，最終(zhong)是不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)材(cai)料(liao)隨(sui)著(zhu)(zhu)時間的(de)(de)(de)推(tui)移(yi)其(qi)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)速率(lv)不(bu)(bu)斷地(di)加大(da)。綜合(he)上述，不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與碳(tan)(tan)鋼(gang)的(de)(de)(de)接觸(chu)腐(fu)蝕(shi)為前期(qi)碳(tan)(tan)鋼(gang)材(cai)料(liao)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)較(jiao)快，但(dan)(dan)是隨(sui)著(zhu)(zhu)時間的(de)(de)(de)推(tui)移(yi)碳(tan)(tan)鋼(gang)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)減(jian)低，而不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)速率(lv)不(bu)(bu)斷地(di)加大(da)。
二、不銹鋼與碳(tan)鋼的異(yi)種鋼焊(han)接
根(gen)據GB 50236《現場設(she)備(bei)、工(gong)業管道焊(han)接(jie)工(gong)程(cheng)施工(gong)規(gui)范(fan)》、SH/T 3526《石油化工(gong)異種(zhong)鋼焊(han)接(jie)規(gui)程(cheng)》等規(gui)范(fan)的(de)要求，進行不銹鋼與(yu)(yu)碳鋼異種(zhong)鋼焊(han)接(jie)。但是(shi)，不銹鋼與(yu)(yu)碳鋼的(de)異種(zhong)鋼焊(han)接(jie)容易出現以(yi)下問(wen)題。
1. 熔點差異
不銹鋼和碳鋼材料熔(rong)(rong)點不一樣，當焊(han)接過程中，兩種金(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)(rong)點相差較大時，就可能出現焊(han)接性能降低，熔(rong)(rong)點較低的(de)金(jin)屬(shu)(shu)會產生金(jin)屬(shu)(shu)流(liu)失，還有可能是蒸發和合金(jin)元素的(de)大量燒損，這樣就會產生很多實際操作問(wen)題。
2. 熱導率(lv)和比熱容差(cha)異
金(jin)屬的(de)(de)熱(re)導(dao)(dao)率和比熱(re)容是(shi)影(ying)響焊(han)(han)接技術重要因素(su)，對(dui)被焊(han)(han)接材料的(de)(de)熔化和焊(han)(han)縫的(de)(de)凝(ning)固(gu)結(jie)晶造成影(ying)響。不(bu)銹鋼(gang)熱(re)導(dao)(dao)率數值(zhi)大約是(shi)碳鋼(gang)的(de)(de)三分之一，明(ming)顯差異很(hen)大，這樣的(de)(de)差異就會(hui)導(dao)(dao)致(zhi)兩種金(jin)屬物質熔化時間不(bu)同步，金(jin)屬結(jie)合(he)效果也不(bu)太好(hao)，運行過程中就會(hui)影(ying)響焊(han)(han)接過程，最終焊(han)(han)縫性能(neng)不(bu)良(liang)。
3. 線(xian)膨脹系數差異
不(bu)銹鋼和碳(tan)鋼線膨脹系(xi)數是不(bu)一樣的，這(zhe)種不(bu)同(tong)性能就會在焊接連接后促使兩種金(jin)屬(shu)冷卻(que)后產生不(bu)同(tong)反應(ying)，焊縫(feng)收縮量(liang)不(bu)同(tong)，接頭(tou)處就會出現(xian)高應(ying)力狀態，促使焊縫(feng)處或者熱(re)影響(xiang)區域產生裂紋(wen)，甚(shen)至導致焊縫(feng)與金(jin)屬(shu)剝離現(xian)象(xiang)。
4. 電磁性差異
兩種金屬(shu)的電(dian)磁性(xing)差(cha)異(yi)不同，就(jiu)有可能導致(zhi)焊接(jie)連接(jie)時(shi)出(chu)現(xian)(xian)不穩定(ding)現(xian)(xian)象，不銹(xiu)鋼(gang)和碳(tan)鋼(gang)的電(dian)磁性(xing)就(jiu)存在(zai)很大差(cha)異(yi)，容易造(zao)成(cheng)焊接(jie)電(dian)弧偏弧或者電(dian)弧燃燒不穩定(ding)結果，這樣就(jiu)會出(chu)現(xian)(xian)焊縫處(chu)變(bian)形變(bian)壞。
5. 形成脆性化(hua)合物
金(jin)屬進行(xing)焊接后(hou)在(zai)焊縫(feng)處(chu)形(xing)成(cheng)(cheng)新物質(zhi)，成(cheng)(cheng)為金(jin)屬間化合(he)物，這些(xie)物質(zhi)有些(xie)物理屬性(xing)(xing)較脆(cui)，就(jiu)可(ke)能(neng)對(dui)接頭(tou)處(chu)力學性(xing)(xing)能(neng)產(chan)(chan)生較大影(ying)響，甚至會降低焊縫(feng)處(chu)塑性(xing)(xing)和韌(ren)性(xing)(xing)。有些(xie)金(jin)屬焊接后(hou)，接頭(tou)處(chu)性(xing)(xing)能(neng)良好(hao)，但是容易(yi)生成(cheng)(cheng)其(qi)他物質(zhi)，比如在(zai)熱影(ying)響區的晶界上形(xing)成(cheng)(cheng)一種(zhong)貧鉻層，這種(zhong)物質(zhi)含有碳(tan)化物，一旦產(chan)(chan)生，就(jiu)會導致(zhi)在(zai)使用過程中產(chan)(chan)生晶間腐(fu)蝕。
三(san)、不銹鋼與碳(tan)鋼的連接(jie)
1. 不銹鋼與碳鋼管道的法蘭連接
通過上(shang)述綜合分析，配管(guan)(guan)設計時，一般盡量避免異種鋼(gang)焊接(jie)(jie)，當(dang)遇(yu)到工藝參數改(gai)變，管(guan)(guan)道等級(ji)變化，不(bu)銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管(guan)(guan)道需要連(lian)接(jie)(jie)時，一般用法蘭連(lian)接(jie)(jie)分界(jie)。特別(bie)是(shi)高溫、高壓流體管(guan)(guan)道避免異種鋼(gang)焊接(jie)(jie)。
2. 不銹鋼與碳鋼的焊(han)接(jie)連接(jie)與工(gong)藝措施
當常溫、低壓流體管道在特殊情況下(xia)，必須(xu)采用不銹鋼和碳鋼直(zhi)接(jie)焊(han)接(jie)時，需注(zhu)意焊(han)接(jie)完(wan)成后最后進行消除應力(li)熱處理，并需注(zhu)意以下(xia)焊(han)接(jie)工藝措施：
①. 選擇焊接材料
不銹(xiu)鋼和碳鋼進(jin)行焊(han)(han)接，焊(han)(han)口(kou)處金(jin)屬化學成分(fen)(fen)是(shi)由填充金(jin)屬決(jue)定，兩種不同金(jin)屬具(ju)有不同焊(han)(han)接屬性，從調整焊(han)(han)縫和熔(rong)合(he)區(qu)(qu)組(zu)織性能(neng)，改(gai)變焊(han)(han)接接頭應(ying)(ying)力(li)分(fen)(fen)布狀況，抑制熔(rong)和區(qu)(qu)中(zhong)碳擴散等方面進(jin)行研究，實現結構使用(yong)性能(neng)最終目標，幫助焊(han)(han)縫金(jin)屬的成分(fen)(fen)應(ying)(ying)力(li)接近其(qi)中(zhong)一種金(jin)屬成分(fen)(fen)，一般(ban)工(gong)業中(zhong)都是(shi)選擇(ze)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)條A307。
②. 焊接接頭坡口(kou)
焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭處(chu)會(hui)出(chu)現不(bu)同大小坡口，4mm厚度不(bu)用開(kai)(kai)坡口，采取直接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)方式(shi)進(jin)行(xing)；4～6mm厚度，焊(han)縫處(chu)直接(jie)(jie)進(jin)行(xing)雙(shuang)面焊(han)接(jie)(jie)，不(bu)需要(yao)開(kai)(kai)坡口；6mm以上就屬于大數值，進(jin)行(xing)開(kai)(kai)坡口就需要(yao)確(que)保焊(han)接(jie)(jie)熔合(he)區的性能(neng)，一般都是(shi)開(kai)(kai)V形或(huo)者(zhe)X形坡口。
③. 焊接操作方法
采用手工(gong)弧(hu)焊(han)(han)方式。選(xuan)擇比較小的熱輸入(ru)，小的焊(han)(han)接(jie)電(dian)流，采取比較快的焊(han)(han)接(jie)速(su)度(du)，電(dian)流和速(su)度(du)要控制在合理(li)范圍，不引起失誤。采用短弧(hu)焊(han)(han)，焊(han)(han)接(jie)時電(dian)弧(hu)要偏向碳鋼材(cai)料方向，保障兩側金屬材(cai)料受熱均(jun)勻一致，確保兩邊受熱一致。
④. 焊后處理和(he)檢驗。
