異種金屬的相溶性

　　異種金屬之間能否進行焊接，決定于這兩種金屬在焊接條件下，它們合金元素之間的相互作用。當兩種金屬元素之間不但在液態而且在固態下都互相溶解，能形成一種新相——固溶體，那么這兩種金屬元素之間便具有了冶金學上的相溶性。原則上固溶體是可以焊接的，因為它組織均勻，塑性和韌性好，是理想的焊縫金相組織。

　　合金元素之間的相溶條件是：

　　（1）兩者晶格類型相同，如同為體心立方晶格。

　　（2）原子大小相近，即原子半徑相差不大。

　?。?）元素周期表中位置相鄰，即電化學性質相差小。

　　若同時滿足這三個條件，就能無限制地溶解，所形成的固溶體為無限固溶體，又叫連續固溶體。如果只是部分地滿足上述條件，則只能有限地溶解，稱有限固溶體。有限固溶體的限度稱為溶解度，它受溫度的影響，大多是隨溫度的降低而減小。

　　當有限固溶體的溶質金屬量超過了溶解度時，就會從該固溶體中析出金屬間化合物。金屬間化合物硬而脆，為脆性相，它會使接頭的塑性、韌性下降，不能用于連接金屬，故在焊縫金屬中不希望出現這種組織。在液態下互不相溶的兩種金屬或合金，是不能用熔焊爿法直接焊接的，例如，鐵與鎂、純鉛與銅、鐵與鉛等。

　　所以對焊接而言，無限固溶的異種金屬之間具有良好相溶性，其焊接性最好；有限固溶的異種金屬焊接性較差；能形成金屬間化合物而且相互間又不作用的異種金屬焊接性最差。

　　實際上焊接的兩種金屬大多都不是純金屬而是合金，在熔焊時它們之間的相互作用就更為復雜。

　　異種金屬焊接的組合類型

　　金屬的種類繁多，不同金屬的性能各異，按工程實際需要，它們之間的組合極其多樣。按材料種類歸納，可有如下三種組合類型：

　?。?）異種鋼的焊接，又稱異種黑色金屬的焊接，如珠光體鋼和奧氏體鋼組合的焊接。

　　（2）異種有色金屬的焊接，如銅和鋁的焊接。

　?。?）鋼和有色金屬的焊接，如鋼和鋁的焊接。

　　按接頭組成歸納，也可分成三種組合類型：

　?。?）只有兩種不同金屬材料組合的接頭，例如：銅與鋁的摩擦焊；用純鎳焊條焊補鑄鐵缺陷；在碳鋼基體上堆焊不銹鋼焊層；用奧氏體鋼焊條作中碳調質鋼對接焊等。

　　（2）由三種或三種以上不同金屬材料組合的接頭，應用最多的是利用第三種金屬材料把另外兩種不同金屬焊接成整體。這第三種金屬多是用來改善異種金屬的焊接性和提高接頭質量與性能的，在接頭中起到中間過渡、隔離和緩沖作用，有時還是填充金屬。例如，用奧氏體鋼焊條對珠光體鋼與鐵素體鋼焊接的焊條電弧焊；鋼和鋁擴散焊時使用銅或鎳作中間層；異種金屬的釬焊等。

　　（3）復合鋼板結構的接頭。典型的例子是以珠光體結構鋼為基層，以奧氏體不銹鋼為覆層的復合鋼板焊接接頭。這類接頭上既有同種金屬焊接又有異種金屬焊接。