异种金属材料物理性质对焊接的影响探思

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焊接技术在加工之中往往起到关键作用，单纯的金属材料的焊接不管是硬度还是牢固性都不能满足科学技术发展的需要，这时异种金属材料焊接的优势便更加明显。异种金属材料焊接是将两种或者多种不同的金属材料焊接在一起。虽然看似简单的两种物质进行组合，可是在焊接过程中却要考虑多种因素[1]。在进行异种金属材料焊接需要这些因素来综合考虑的。异种金属材料的结合，对焊接技术的影响具有双面性。异种金属材料焊接促进了焊接技术的发展与提高，与此同时也在时刻挑战着焊接技术水平。

1 异种金属焊接的概念

在我们的生活中，金属的焊接离不开我们的每一处，它对我们的生活，建筑，设备等方面都是有很大的帮助的。所说的异种金属焊接，主要就是指根据两种及以上的不同金属，这种不同的金属是指他们的化学物理成分、在金属的构成方面性能有很大区别，不同的金属在一定设备，一定高科技的辅助之下进行有效的焊接并且加工的过程[2]。然而想要把这些不同的金属很好的焊接起来主要是取决于这些材料之间的结构组织类型和化学物理性质，以及焊接时所需要的外部环境条件，比如说焊接温度和时间。但是如果这些金属之间的上述提到的性能差别太大，或者是差别不大但是性质不相容的情况下就会使焊接时候的稳定性以及是否能有效焊接都有巨大的影响。所以，焊接就是在测量好各种金属有关性质下进行连接，做到很好的稳定功效。

2 焊接受到异种金属材料物理性质不同的影响

（1）熔点。焊接需要控制很多的外部因素，当进行每一次焊接的时候，要焊接在一起的两种金属焊接部分都是要融化的，如果这两种金属各自的熔点相差不大，只有不到几十摄氏度的差别。我们都知道每个物体都有自己的熔点，只是高低的区别，有的在零下几十摄氏度都会溶解，但有的在上千摄氏度下都不会。所以在焊接的过程中，对于低熔点的那个金属来说，要想焊接时得到溶解是很容易的，因为在想要熔解更高熔点的金属时就已经大大超过了低熔点金属的熔点，但是那个熔点更高的金属就会因为没有达到该有的熔点而没有熔解。

（2）比热容和热导率。每一种金属的热导率和比热容都是不完全相同的，所以在焊接的过程中，当需要焊接的金属的热导率，比热容相差得相对较大得时候，就会引起对每种金属得热输入不平衡的问题，因为热导率会直接影响金属对热的吸收传播程度，一旦两种金属有很大的差别的时候，焊接时就相当于是一对熔点相差很大的金属，并且在焊接的同时两个金属熔解得也是很不平衡得。而比热容与也有相似的道理，就像油和水一样，两种物质的沸点熔点会差别很大，也会导致上述的情况一样发生，所以不仅会造成焊接裂缝会有很大的改变，而且在焊接完后形成很大的缺口，两种金属边上会出现晶体，这样的情况还会因为在某种状态下的操作得到不同程度的改变。例如以下的分析，对于那些热导率较高的金属在受热时，焊接时得到的热量就会很多，金属热传导的面积也会更大，就能够拥有更多的热量，但是就是因为有这样的特性，在他们受到冷水刺激或者是在冷却的时候就会很快的冷去，变硬，但是这是极不坚固的硬，很脆。相对于这些来说，热导率较低的金属就完全不一样，他们在焊接我的时候会出现的是受热温度持续的过高现象。

（3）线膨胀系数。线膨胀系数是指金属膨胀或者是收缩时的程度。但是又将它分为了在一种温度点以及某一个区间的线膨胀系数，并且对于后者来说，又被统称为平均的线膨胀系数。在某些多种金属的线膨胀系数的差异很大的时候，进行焊接，因为两种金属得到冷却的时间以及自身在收缩的时间都不一样，所以就会有很强烈的一种力来排斥两种金属的连接，在这种情况相对严重的时候也会使得焊接的时候引起两种金属之间的裂缝。

（4）磁场的影响。我们的电焊主要是采用直流的电弧电焊以及电子束的电焊来进行焊接的，焊接对于不同金属来说都是很有影响的，在不同电焊焊接下就可能会因为金属磁场不相同的原因，导致在金属体内部电子流向，电子束的偏离，会直接偏离每个我金属固定电子团的固定轴上，使得需要固定的就远离，直接导致分散，电流就会向每个我金属磁体的不相同一侧偏移，会让在焊接的金属熔解了，但是固定，冷缩的时候不会集中在你想要的地方。并且这样的情况还会导致将要焊接的金属的熔化程度超过自己的预期，从而有了金属的过多熔化，让焊接的金属不能焊接成功。

3 异种金属材料的焊接方法

（1）熔焊。熔焊作为常见的一种焊接方法，所以在对异种金属焊接的时候，就会有较多的机会来使用这种焊接的方法，也是在一般焊厂，专业店铺很常见的一种方式。就针对于熔焊来说，也会分出几种不一样的类型，其中包括了焊条电弧焊（就是利用在焊接时期的焊条，处在要焊接的金属上，与电焊焊接端相会接触，形成一种电弧进行焊接），气体保护焊（气体保护焊就是利用一个保护封装，在密闭的很小的一个环境下进行焊接，防止在焊接的过程中生成的气体与空气中的气体接触而发生反应，导致焊接失败），而电子束焊（是一种利用通电电流在电焊内部产生的电子束，当在两个金属焊接的区域内就会形成电子束，从而进行焊接的方式），和激光焊（不言而喻，此种焊接方式是电焊的另一种类型，就是利用激光技术，对要焊接的两种金属部分加热到能够焊接的程度）等等很多焊接的类型。由于熔焊时两金属焊接的那一部分熔解后会出现分散得不平衡，也会导致这个部位的物理化学成分以及结构组织形成不均匀得状态或者是通过化学反应直接生成金属化合物，所以在焊接时应该适当降低稀释率，字条件尽可能允许得时候采用低电流的，并且能很快的焊接的高速焊。熔焊会很大的影响每种金属的稀释率，有时候的影响甚至会达到三成及以上，但是气体保护焊接会在1层到5层之间的范围内不断的变动。然而经过专家的研究，稀释率最大的的是过度得向焊接区域内加热，升值很高的温度，用很长的时间，稀释率最小的是在焊接短路的情况下的电流焊接过程。而在某些电焊方式下焊熔本身就非常大，通过检测它的稀释率大概在1层到7层之间变动，这种巨大范围内还是很不好估量的。但是当我们遇到这样的情况时我们可以直接用带状电极降低他们原有的稀释率。在大部分我们日常焊接的时候，要想解决各种问题，通常是利用降低稀释率的方式来完成成功的焊接。

（2）压焊。我们在前面讲过焊接过程一般是将两个金属焊接部分熔化，但是压焊就完全不同，它通常是不会熔化焊接的部分，所以在焊接的时候焊接温度也会低于两种金属自身的熔点。但是在某些压焊的时候也会将温度升到金属的熔点，然后又通过给焊接部分直接加压的方式将金属熔化的部分，俗称液态金属从中挤出来，但是又会用固体相会结合的方式生成金属间接头。所以这是比较繁琐的一种焊接的方式，本来在处理金属的时候就不会很好处理，再加上又有液态金属的融入，如果是在设备不充足的条件下，是不可能将固液分开的，不仅如此处理不好还会威胁人体健康，导致严重的环境污染。在压焊之中：包括在之类的冷压焊、利用超声波焊等方法，都具有的很好的特点是，在每次执行焊接的时候，焊接金属的焊接部分的温度不会很高，这样来说就不会给其他反应提供有利条件，就难以形成多余的金属化合物，这样的有点对于不同金属的焊接过程中是非常有帮助的，不仅风险不高，效果还很好，但是这样的压焊也存在最大缺点，就是对两种金属的相似性要求较高，就相当于是要两个很契合的金属。

（3）钎焊。钎焊也是焊接时的一种常见方法，钎料和金属之间的焊接方式就是钎焊，它的特点是钎料和金属都熔化，熔化之间时对于比材料熔点低的那个钎料。所以在钎焊时，要焊接的两种金属也是不会熔化的，只熔化将用到的温度更为低的钎料。这样的好处就是机会避免了前面所说的稀释率的问题，这种焊接的方式也是的到了很多的青睐。

4 异种金属材料的相溶性问题

我们听说过冶金，但是冶金相溶性指的是金属之中的结构晶体构成类型、参数、所具有的内部微观的原子半径以及最外层电子数和结构，并且这些差异的存在就形成了冶金的差异性。对于两种金属来说，在焊接的时候是否相溶，就时通过他们固液之间的相溶性和焊接的时候是否产生金属化合物所决定的。但是因为产生的金属化合物硬但是脆，不能够用来当作焊接金属的原料，就会在焊接时产生裂缝，严重的还不能直接使用焊接成果。

5 结语

为了稳定金属支架的结构，增加其稳定性，工厂在施工之时离不开焊接技术，焊接能帮助他们达到理想的效果。在进行金属焊接的时候同种金属材料进行焊接不能满足生产发展所需，经常会碰到使用异种金属材料之间进行的焊接的情况。不同金属材料的物理性质的不同会对焊接产生很大的影响，因此，在对异种金属的焊接中，需要根据焊接金属的物理性质来选择最佳的焊接技术，从而保证最佳的焊接效果。在进行异种金属材料焊接之时，首先一定要认识到其物理性质所造成焊接问题，尤其是不同金属材料之间互溶性的问题。可以说异种金属材料的物理性质是影响焊接效果的直接原因。在进行金属焊接之时，一定要依照焊接金属材料的物理性质，实事求是选择最合适的焊接技术与焊接手法，这样才能保证金属焊接的质量，才能达到理想的焊接效果。