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，不銹(xiu)鋼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(gang)(gang)與碳(tan)鋼(gang)(gang)管(guan)道可(ke)能(neng)存在異種鋼(gang)(gang)焊接的情況：
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(gang)管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的特(te)殊伴熱(re)管為不(bu)銹鋼，而蒸(zheng)汽分配站為碳鋼，此時會出現碳鋼與不(bu)銹鋼的連接；
③. 有的(de)設(she)備為不銹鋼，而壓力管道為碳鋼，此(ci)時會(hui)出現碳鋼與不銹鋼的(de)連(lian)接；
④. 有(you)的夾(jia)套(tao)管(guan)芯管(guan)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)、夾(jia)套(tao)用(yong)碳(tan)鋼(gang)，有(you)的夾(jia)套(tao)芯管(guan)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)、夾(jia)套(tao)也用(yong)不(bu)銹鋼(gang)、熱媒管(guan)用(yong)碳(tan)鋼(gang)，會出現(xian)碳(tan)鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)的連接。
一(yi)、一(yi)般情(qing)況碳鋼與不(bu)銹鋼不(bu)直(zhi)接接觸
1. 在GB50235《工業(ye)金(jin)屬(shu)管道工程施工規(gui)范》規(gui)定(ding)“不(bu)(bu)銹鋼管道與(yu)支架之(zhi)間應墊入不(bu)(bu)銹鋼或(huo)氯離(li)子含量不(bu)(bu)超過(guo)50x10-6的非(fei)金(jin)屬(shu)墊片”，原因是不(bu)(bu)銹鋼和(he)碳(tan)鋼直接接觸會發生電化學腐蝕，在儲存(cun)、運輸、加工和(he)安(an)裝(zhuang)時(shi)，一定(ding)要(yao)嚴格分開。
2. 不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)金相組織和(he)表面鈍(dun)化膜，使得它(ta)在一般情況下較(jiao)難與(yu)介質(zhi)發生(sheng)化學(xue)(xue)反應而被腐(fu)(fu)蝕(shi)，但并不(bu)(bu)是(shi)在任何(he)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下都不(bu)(bu)能被腐(fu)(fu)蝕(shi)。在腐(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)和(he)誘(you)因（如劃傷、飛濺、割渣等）存在的(de)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)也能與(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質(zhi)發生(sheng)緩慢的(de)化學(xue)(xue)和(he)電化學(xue)(xue)反應被腐(fu)(fu)蝕(shi)，而且在一定(ding)條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)下的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)度相當快(kuai)而產生(sheng)銹(xiu)蝕(shi)現(xian)象(xiang)，尤其(qi)是(shi)點蝕(shi)和(he)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)。不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)件(jian)(jian)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)機理主要為電化學(xue)(xue)腐(fu)(fu)蝕(shi)。當不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)直(zhi)接接觸會產生(sheng)腐(fu)(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)鋼材(cai)(cai)料(liao)含碳(tan)量的多(duo)少直接關系(xi)到碳(tan)素(su)鋼材(cai)(cai)料(liao)性能，隨著含碳(tan)量增加，鋼的硬(ying)度、強度隨之提升(sheng)，鋼材(cai)(cai)的塑(su)性、可焊性能降低。同時(shi)碳(tan)鋼中(zhong)錳元(yuan)素(su)、硅元(yuan)素(su)、鎳元(yuan)素(su)、硫元(yuan)素(su)也對碳(tan)鋼材(cai)(cai)性能影響(xiang)。
電(dian)(dian)偶腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，是由兩種不(bu)同電(dian)(dian)位(wei)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)接觸，從(cong)(cong)而(er)引起電(dian)(dian)位(wei)低(di)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)發生(sheng)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)異種金(jin)(jin)(jin)屬(shu)接觸腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。當不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料與碳鋼(gang)(gang)材料混(hun)合儲(chu)存時，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)含有鎳(nie)、鉻(ge)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)(yuan)素而(er)活(huo)潑性降(jiang)低(di)，電(dian)(dian)極(ji)(ji)電(dian)(dian)位(wei)便高(gao)于普(pu)通碳鋼(gang)(gang)為陰極(ji)(ji)、碳鋼(gang)(gang)為陽(yang)極(ji)(ji)。在潮濕的(de)(de)(de)空氣中水汽(qi)不(bu)可(ke)避免地溶(rong)入二(er)氧化(hua)碳而(er)形成(cheng)(cheng)酸性的(de)(de)(de)電(dian)(dian)解質，從(cong)(cong)而(er)形成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)偶反應，碳素體(ti)中的(de)(de)(de)鐵(tie)元(yuan)(yuan)(yuan)素失去電(dian)(dian)子，形成(cheng)(cheng)正二(er)價鐵(tie)離子，得到(dao)電(dian)(dian)子的(de)(de)(de)鐵(tie)元(yuan)(yuan)(yuan)素變成(cheng)(cheng)三氧化(hua)二(er)鐵(tie)，電(dian)(dian)流就會如此(ci)通過(guo)高(gao)位(wei)電(dian)(dian)極(ji)(ji)（陽(yang)極(ji)(ji)）金(jin)(jin)(jin)屬(shu)流入低(di)位(wei)電(dian)(dian)極(ji)(ji)（陰極(ji)(ji)），至此(ci)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)化(hua)學能(neng)以電(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)(de)形式損(sun)(sun)失，陰極(ji)(ji)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)因受到(dao)保護(hu)而(er)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)減慢，陽(yang)極(ji)(ji)以電(dian)(dian)子損(sun)(sun)失而(er)更快地腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
當不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)直接接觸(chu)時(shi)(shi)，隨(sui)著時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)推(tui)移(yi)，碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)斷地鈍化(hua)，碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)產物對(dui)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)起到了一定性的(de)(de)保護作用(yong)，從(cong)而減緩了碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)。但(dan)是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)隨(sui)著時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)推(tui)移(yi)，材(cai)料表面的(de)(de)鈍化(hua)保護膜不(bu)(bu)(bu)斷地損失，且不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)因為(wei)前期腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)極(ji)小，腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物較少(shao)，難以對(dui)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料起到保護作用(yong)，最(zui)終是(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料隨(sui)著時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)推(tui)移(yi)其腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)速率(lv)不(bu)(bu)(bu)斷地加大(da)。綜合(he)上述，不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)接觸(chu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)為(wei)前期碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)較快，但(dan)是(shi)隨(sui)著時(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)推(tui)移(yi)碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)減低，而不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率(lv)不(bu)(bu)(bu)斷地加大(da)。
二、不銹(xiu)鋼與碳鋼的異(yi)種鋼焊接
根據GB 50236《現(xian)場設備、工(gong)業(ye)管道焊(han)接(jie)工(gong)程施工(gong)規(gui)(gui)范》、SH/T 3526《石油化工(gong)異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)接(jie)規(gui)(gui)程》等規(gui)(gui)范的要求，進行不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)接(jie)。但是，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)接(jie)容易出現(xian)以下問題(ti)。
1. 熔點(dian)差異
不銹鋼(gang)和(he)碳鋼(gang)材料熔(rong)(rong)點不一樣，當焊接過程(cheng)中，兩種金屬(shu)熔(rong)(rong)點相差較(jiao)大(da)時，就可能出(chu)現焊接性能降低(di)，熔(rong)(rong)點較(jiao)低(di)的(de)金屬(shu)會產生金屬(shu)流失(shi)，還(huan)有可能是蒸發(fa)和(he)合金元素的(de)大(da)量燒損，這樣就會產生很多實(shi)際操作問題。
2. 熱(re)導率和比熱(re)容差異
金(jin)屬(shu)的(de)熱(re)(re)導率和(he)比(bi)熱(re)(re)容是影(ying)響(xiang)(xiang)焊(han)(han)接技術重要因素，對被焊(han)(han)接材料的(de)熔化和(he)焊(han)(han)縫的(de)凝固結(jie)晶造成(cheng)影(ying)響(xiang)(xiang)。不銹鋼熱(re)(re)導率數值大約是碳(tan)鋼的(de)三分之一(yi)，明顯差異(yi)很大，這樣的(de)差異(yi)就(jiu)會導致兩(liang)種金(jin)屬(shu)物質熔化時間不同步(bu)，金(jin)屬(shu)結(jie)合效果也不太好，運(yun)行過程(cheng)中就(jiu)會影(ying)響(xiang)(xiang)焊(han)(han)接過程(cheng)，最終焊(han)(han)縫性(xing)能(neng)不良。
3. 線膨脹系數(shu)差異
不(bu)銹鋼和(he)碳鋼線膨脹系數是不(bu)一樣的，這種(zhong)不(bu)同性能就會(hui)在焊(han)(han)接連(lian)接后促(cu)使(shi)兩種(zhong)金屬(shu)冷(leng)卻后產生不(bu)同反應(ying)，焊(han)(han)縫收(shou)縮量不(bu)同，接頭處(chu)就會(hui)出現高應(ying)力狀態(tai)，促(cu)使(shi)焊(han)(han)縫處(chu)或(huo)者熱影(ying)響區域(yu)產生裂(lie)紋，甚至導致焊(han)(han)縫與金屬(shu)剝離(li)現象。
4. 電磁性差異
兩種金屬的(de)(de)電(dian)磁性差異不(bu)同，就(jiu)(jiu)有可能(neng)導致焊(han)接(jie)(jie)(jie)連接(jie)(jie)(jie)時出(chu)現不(bu)穩定(ding)現象，不(bu)銹鋼(gang)和碳鋼(gang)的(de)(de)電(dian)磁性就(jiu)(jiu)存在很大差異，容易造成(cheng)焊(han)接(jie)(jie)(jie)電(dian)弧偏弧或者(zhe)電(dian)弧燃燒不(bu)穩定(ding)結果(guo)，這(zhe)樣就(jiu)(jiu)會出(chu)現焊(han)縫處變形變壞。
5. 形(xing)成脆(cui)性化合物
金(jin)屬(shu)進行焊(han)接(jie)后在焊(han)縫處形成(cheng)(cheng)新物(wu)(wu)質，成(cheng)(cheng)為金(jin)屬(shu)間化合物(wu)(wu)，這(zhe)些物(wu)(wu)質有些物(wu)(wu)理屬(shu)性(xing)較脆，就(jiu)可能(neng)對接(jie)頭處力學性(xing)能(neng)產生(sheng)(sheng)較大影響，甚(shen)至(zhi)會降(jiang)低焊(han)縫處塑性(xing)和韌性(xing)。有些金(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)后，接(jie)頭處性(xing)能(neng)良好，但是容易生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)其他(ta)物(wu)(wu)質，比(bi)如在熱影響區的晶(jing)界上形成(cheng)(cheng)一(yi)種貧鉻層，這(zhe)種物(wu)(wu)質含有碳(tan)化物(wu)(wu)，一(yi)旦(dan)產生(sheng)(sheng)，就(jiu)會導(dao)致在使用過程(cheng)中產生(sheng)(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)。
三(san)、不銹(xiu)鋼與碳鋼的連接
1. 不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管道的法(fa)蘭連接
通過上述綜合分(fen)析，配管(guan)設計時(shi)，一般盡量避免異種鋼焊接(jie)，當遇到(dao)工藝(yi)參數改變(bian)，管(guan)道等級變(bian)化，不銹鋼與碳鋼管(guan)道需要連接(jie)時(shi)，一般用(yong)法蘭連接(jie)分(fen)界(jie)。特別是高(gao)溫(wen)、高(gao)壓流(liu)體(ti)管(guan)道避免異種鋼焊接(jie)。
2. 不銹鋼與碳鋼的焊(han)接(jie)連接(jie)與工(gong)藝措(cuo)施
當(dang)常溫、低壓流(liu)體管道在特殊情況下(xia)，必須采用不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)直(zhi)接焊(han)接時，需注(zhu)意焊(han)接完成后最后進行消除應力熱處(chu)理，并需注(zhu)意以下(xia)焊(han)接工藝措施：
①. 選(xuan)擇焊接材料
不(bu)(bu)銹鋼(gang)和(he)碳(tan)鋼(gang)進行焊(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)口(kou)處金屬(shu)化學(xue)成分(fen)(fen)是由填(tian)充金屬(shu)決定，兩種不(bu)(bu)同(tong)金屬(shu)具有不(bu)(bu)同(tong)焊(han)(han)接(jie)屬(shu)性(xing)，從調整焊(han)(han)縫和(he)熔(rong)合區組織性(xing)能，改(gai)變焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭應力(li)分(fen)(fen)布狀(zhuang)況，抑制熔(rong)和(he)區中(zhong)碳(tan)擴散等(deng)方面進行研究，實現(xian)結構使用性(xing)能最終目標，幫助(zhu)焊(han)(han)縫金屬(shu)的成分(fen)(fen)應力(li)接(jie)近其中(zhong)一種金屬(shu)成分(fen)(fen)，一般工(gong)業中(zhong)都是選擇(ze)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)條(tiao)A307。
②. 焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)坡口(kou)
焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭處(chu)會出現不同大小(xiao)坡(po)口(kou)，4mm厚度不用(yong)開坡(po)口(kou)，采取直接(jie)焊(han)(han)接(jie)方式進(jin)行(xing)；4～6mm厚度，焊(han)(han)縫處(chu)直接(jie)進(jin)行(xing)雙面焊(han)(han)接(jie)，不需要開坡(po)口(kou)；6mm以(yi)上就屬于(yu)大數值，進(jin)行(xing)開坡(po)口(kou)就需要確保焊(han)(han)接(jie)熔合(he)區的性能，一般都(dou)是(shi)開V形(xing)或者X形(xing)坡(po)口(kou)。
③. 焊接操作方(fang)法
采用(yong)手(shou)工弧焊方式。選擇比(bi)較(jiao)小(xiao)的熱(re)(re)輸入，小(xiao)的焊接電流，采取比(bi)較(jiao)快的焊接速(su)度(du)，電流和速(su)度(du)要(yao)控制在合理(li)范圍(wei)，不(bu)引起失(shi)誤。采用(yong)短弧焊，焊接時電弧要(yao)偏向(xiang)碳鋼材(cai)料(liao)方向(xiang)，保(bao)障兩側金(jin)屬材(cai)料(liao)受熱(re)(re)均(jun)勻一致，確(que)保(bao)兩邊受熱(re)(re)一致。
④. 焊后處理和檢驗(yan)。
