在電力、石油化工等行業(yè)中，異種鋼的焊接應用越來(lái)越廣泛，異種鋼焊接接頭的服役條件也日益苛刻，如何保證異種鋼焊接接頭的質(zhì)量顯得尤為重要。在實(shí)際生產(chǎn)應用中，以珠光體型低碳鋼和奧氏體不銹鋼的異種鋼焊接最為常見(jiàn)。珠光體型低碳鋼和奧氏體不銹鋼的金屬組織和化學(xué)成分各不相同，焊接性也比較復雜，焊接時(shí)易出現問(wèn)題。有用戶(hù)規定碳鋼和不銹鋼焊接的焊接材料必須采用鎳基合金，不允許使用之前通常采用的309型（Cr25-Ni13）焊接材料。

　　為此，科研人員進(jìn)行了鎳基合金用于碳鋼SA106 Gr.B和不銹鋼SA312 TP304L焊接的工藝試驗，以確定合適的焊接工藝參數，用于指導實(shí)際生產(chǎn)。

　　采用規格Φ168.3mm×7.11mm，長(cháng)150mm的無(wú)縫鋼管對焊，每根管子一側開(kāi)單邊30°坡口。采用鎢極氬氣保護焊（GTAW），焊接材料選用鎳基合金Inco82（AWS牌號為ERNiCr-3）。

　　焊接前要打磨清理坡口面及兩側20mm范圍內的油污、鐵銹及氧化皮等，直至露出金屬光澤，要保證裝配質(zhì)量。由于焊絲合金含量高，為防止焊縫根部氧化，打底焊接時(shí)管子內部要充氬氣保護。焊接打底時(shí)，第一層和第二層都要進(jìn)行充氬保護。采用多層多道焊，要注意層間清理，防止出現焊接缺陷。

　　對焊接后的試件進(jìn)行射線(xiàn)檢測，合格后取樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗和金相組織分析。力學(xué)性能試驗測得試件拉伸強度為565MPa、532MPa，在碳鋼熱影響區斷裂，側彎（4個(gè)試樣、α=180°）試驗合格。V型缺口-20℃沖擊功Akv分別為焊縫62、60、60J，熱影響區46、67、55J（碳鋼）和118、96、104J（不銹鋼）?？梢钥闯?，使用鎳基合金ERNiCr-3焊接的焊接接頭的力學(xué)性能均滿(mǎn)足NB/T 47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》要求，焊縫的強度、韌性均符合要求。觀(guān)察發(fā)現異種鋼焊接接頭試樣焊縫金相組織為奧氏體化的合金化合物，組織致密均勻。

　　過(guò)去通常采用309型焊接材料焊接碳鋼和不銹鋼異種鋼接頭，這種接頭在長(cháng)時(shí)間高溫作用下，會(huì )造成碳的遷移，嚴重影響接頭的力學(xué)性能。試驗結果表明，采用鎳基合金焊接材料，減少了高溫下碳的遷移，可防止增碳層、脫碳層及脆化過(guò)渡層的形成，保證長(cháng)時(shí)間高溫工作條件下接頭的性能。采用鎳基合金進(jìn)行異種鋼接頭焊接，得到的焊接接頭外觀(guān)成型良好。對焊接接頭進(jìn)行100%射線(xiàn)檢測，沒(méi)有發(fā)現氣孔、未焊透及未熔合等焊接缺陷，焊接接頭力學(xué)性能滿(mǎn)足使用要求。