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异种金属的相溶性

异种金属之间能否进行焊接,决定于这两种金属在焊接条件下,它们合金元素之间的相互作用。当两种金属元素之间不但在液态而且在固态下都互相溶解,能形成一种新相——固溶体,那么这两种金属元素之间便具有了冶金学上的相溶性。原则上固溶体是可以焊接的,因为它组织均匀,塑性和韧性好,是理想的焊缝金相组织。

合金元素之间的相溶条件是:

(1)两者晶格类型相同,如同为体心立方晶格。

(2)原子大小相近,即原子半径相差不大。

(3)元素周期表中位置相邻,即电化学性质相差小。

若同时满足这三个条件,就能无限制地溶解,所形成的固溶体为无限固溶体,又叫连续固溶体。如果只是部分地满足上述条件,则只能有限地溶解,称有限固溶体。有限固溶体的限度称为溶解度,它受温度的影响,大多是随温度的降低而减小。

当有限固溶体的溶质金属量超过了溶解度时,就会从该固溶体中析出金属间化合物。金属间化合物硬而脆,为脆性相,它会使接头的塑性、韧性下降,不能用于连接金属,故在焊缝金属中不希望出现这种组织。在液态下互不相溶的两种金属或合金,是不能用熔焊爿法直接焊接的,例如,铁与镁、纯铅与铜、铁与铅等。

所以对焊接而言,无限固溶的异种金属之间具有良好相溶性,其焊接性最好;有限固溶的异种金属焊接性较差;能形成金属间化合物而且相互间又不作用的异种金属焊接性最差。

实际上焊接的两种金属大多都不是纯金属而是合金,在熔焊时它们之间的相互作用就更为复杂。

异种金属焊接的组合类型

金属的种类繁多,不同金属的性能各异,按工程实际需要,它们之间的组合极其多样。按材料种类归纳,可有如下三种组合类型:

(1)异种钢的焊接,又称异种黑色金属的焊接,如珠光体钢和奥氏体钢组合的焊接。