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。
不銹鋼與碳鋼管道可能存在異種(zhong)鋼焊接(jie)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，材料都采用不銹鋼管，不銹鋼儀表與碳鋼管道可能存在異種鋼焊接；
②. 有的特殊伴熱管為不(bu)銹鋼(gang)，而蒸汽分配站為碳鋼(gang)，此時會出(chu)現碳鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)的連接；
③. 有的設備為(wei)不銹鋼(gang)，而壓力(li)管道為(wei)碳鋼(gang)，此時會(hui)出現碳鋼(gang)與不銹鋼(gang)的連接；
④. 有的(de)夾套(tao)(tao)管(guan)芯管(guan)用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)、夾套(tao)(tao)用(yong)碳(tan)鋼(gang)，有的(de)夾套(tao)(tao)芯管(guan)用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)、夾套(tao)(tao)也用(yong)不銹(xiu)鋼(gang)、熱媒管(guan)用(yong)碳(tan)鋼(gang)，會出現(xian)碳(tan)鋼(gang)與不銹(xiu)鋼(gang)的(de)連接(jie)。
一、一般情況(kuang)碳鋼(gang)與不(bu)銹鋼(gang)不(bu)直接接觸
1. 在GB50235《工(gong)業(ye)金屬(shu)管(guan)(guan)道工(gong)程施(shi)工(gong)規范》規定“不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)道與(yu)支架(jia)之間應墊入不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或氯離(li)子含量(liang)不超過50x10-6的非金屬(shu)墊片”，原因是不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)直(zhi)接接觸會發生電化學(xue)腐蝕，在儲存(cun)、運輸、加(jia)工(gong)和安裝(zhuang)時(shi)，一定要(yao)嚴格分開。
2. 不銹(xiu)鋼(gang)的(de)金相組織和(he)表(biao)面鈍化(hua)膜，使得它在一般情況(kuang)下(xia)較難與(yu)介質發生化(hua)學反應而(er)被(bei)腐蝕(shi)，但并不是在任何條件下(xia)都不能被(bei)腐蝕(shi)。在腐蝕(shi)介質和(he)誘(you)因（如劃傷、飛(fei)濺、割渣等）存在的(de)條件下(xia)，不銹(xiu)鋼(gang)也能與(yu)腐蝕(shi)介質發生緩慢的(de)化(hua)學和(he)電(dian)化(hua)學反應被(bei)腐蝕(shi)，而(er)且(qie)在一定條件下(xia)的(de)腐蝕(shi)速度相當快(kuai)而(er)產生銹(xiu)蝕(shi)現象，尤其是點(dian)蝕(shi)和(he)縫隙(xi)腐蝕(shi)。不銹(xiu)鋼(gang)件的(de)腐蝕(shi)機理主要(yao)為電(dian)化(hua)學腐蝕(shi)。當不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)碳鋼(gang)直(zhi)接接觸會產生腐蝕(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)(tan)鋼材料含碳(tan)(tan)量(liang)的(de)(de)多少直接關系到碳(tan)(tan)素(su)(su)鋼材料性(xing)能(neng)，隨(sui)著含碳(tan)(tan)量(liang)增(zeng)加(jia)，鋼的(de)(de)硬度(du)、強度(du)隨(sui)之提升(sheng)，鋼材的(de)(de)塑(su)性(xing)、可(ke)焊性(xing)能(neng)降(jiang)低(di)。同(tong)時碳(tan)(tan)鋼中錳元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)、硅元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)、鎳元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)、硫元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)(su)也對碳(tan)(tan)鋼材性(xing)能(neng)影(ying)響(xiang)。
電(dian)(dian)偶腐(fu)蝕(shi)，是(shi)由兩種(zhong)不同電(dian)(dian)位(wei)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)接(jie)觸，從而(er)(er)引起(qi)電(dian)(dian)位(wei)低的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)發(fa)生腐(fu)蝕(shi)的(de)異種(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)接(jie)觸腐(fu)蝕(shi)。當(dang)不銹鋼(gang)(gang)材料與碳(tan)鋼(gang)(gang)材料混合儲(chu)存時，不銹鋼(gang)(gang)含有(you)鎳、鉻(ge)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元素(su)而(er)(er)活潑(po)性降低，電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位(wei)便高(gao)于普(pu)通碳(tan)鋼(gang)(gang)為(wei)陰極(ji)、碳(tan)鋼(gang)(gang)為(wei)陽極(ji)。在潮濕的(de)空氣中水汽不可避免地(di)溶入二(er)氧化碳(tan)而(er)(er)形(xing)成酸性的(de)電(dian)(dian)解質，從而(er)(er)形(xing)成電(dian)(dian)偶反(fan)應，碳(tan)素(su)體中的(de)鐵(tie)(tie)元素(su)失(shi)去電(dian)(dian)子(zi)，形(xing)成正二(er)價(jia)鐵(tie)(tie)離子(zi)，得到(dao)電(dian)(dian)子(zi)的(de)鐵(tie)(tie)元素(su)變成三(san)氧化二(er)鐵(tie)(tie)，電(dian)(dian)流就會如(ru)此(ci)通過高(gao)位(wei)電(dian)(dian)極(ji)（陽極(ji)）金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)流入低位(wei)電(dian)(dian)極(ji)（陰極(ji)），至此(ci)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)化學能(neng)以電(dian)(dian)能(neng)的(de)形(xing)式損失(shi)，陰極(ji)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)因受到(dao)保(bao)護而(er)(er)腐(fu)蝕(shi)減慢(man)，陽極(ji)以電(dian)(dian)子(zi)損失(shi)而(er)(er)更快(kuai)地(di)腐(fu)蝕(shi)。
當不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)直接接觸時，隨(sui)著時間的(de)(de)(de)(de)推移，碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)不(bu)(bu)斷地鈍化，碳鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)產(chan)物對(dui)(dui)碳鋼(gang)(gang)起到(dao)了(le)一定性的(de)(de)(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)作用，從(cong)而減緩了(le)碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)。但(dan)(dan)是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)隨(sui)著時間的(de)(de)(de)(de)推移，材(cai)料表面的(de)(de)(de)(de)鈍化保(bao)護(hu)(hu)膜(mo)不(bu)(bu)斷地損失，且不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)因(yin)為前(qian)期腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)極小，腐(fu)(fu)蝕(shi)產(chan)物較少，難以(yi)對(dui)(dui)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)料起到(dao)保(bao)護(hu)(hu)作用，最終是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)料隨(sui)著時間的(de)(de)(de)(de)推移其腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)率(lv)(lv)不(bu)(bu)斷地加(jia)(jia)大。綜合上述，不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)接觸腐(fu)(fu)蝕(shi)為前(qian)期碳鋼(gang)(gang)材(cai)料腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)較快，但(dan)(dan)是隨(sui)著時間的(de)(de)(de)(de)推移碳鋼(gang)(gang)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)減低，而不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速(su)(su)率(lv)(lv)不(bu)(bu)斷地加(jia)(jia)大。
二、不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的(de)異(yi)種鋼(gang)焊接
根據GB 50236《現場設(she)備、工(gong)業管道(dao)焊(han)(han)(han)接工(gong)程(cheng)施工(gong)規范》、SH/T 3526《石油化工(gong)異(yi)種鋼(gang)焊(han)(han)(han)接規程(cheng)》等規范的要求，進行不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)異(yi)種鋼(gang)焊(han)(han)(han)接。但是，不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)的異(yi)種鋼(gang)焊(han)(han)(han)接容易出現以下(xia)問題。
1. 熔點差異
不銹(xiu)鋼和碳鋼材料熔(rong)點(dian)不一樣(yang)，當焊接過程中，兩種金屬(shu)熔(rong)點(dian)相(xiang)差(cha)較大時(shi)，就(jiu)可能出現焊接性(xing)能降低，熔(rong)點(dian)較低的金屬(shu)會產(chan)生(sheng)金屬(shu)流(liu)失(shi)，還有可能是蒸發和合(he)金元素的大量燒損，這(zhe)樣(yang)就(jiu)會產(chan)生(sheng)很多實際操(cao)作問(wen)題。
2. 熱導率和比(bi)熱容差(cha)異
金(jin)屬的(de)熱(re)(re)導(dao)率(lv)和(he)(he)比熱(re)(re)容是影響焊(han)(han)接(jie)技術重要因(yin)素，對(dui)被焊(han)(han)接(jie)材料的(de)熔化和(he)(he)焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)凝固結晶造成影響。不銹(xiu)鋼熱(re)(re)導(dao)率(lv)數(shu)值大約是碳鋼的(de)三分(fen)之(zhi)一，明顯(xian)差異很大，這樣的(de)差異就會(hui)導(dao)致兩種金(jin)屬物(wu)質熔化時間不同步(bu)，金(jin)屬結合效果(guo)也不太好，運行過程(cheng)中就會(hui)影響焊(han)(han)接(jie)過程(cheng)，最終焊(han)(han)縫(feng)(feng)性(xing)能(neng)不良。
3. 線膨脹系數差異
不(bu)(bu)銹鋼和碳鋼線膨脹系數是不(bu)(bu)一(yi)樣的，這種(zhong)不(bu)(bu)同(tong)性能就(jiu)會在焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)后促使(shi)兩種(zhong)金屬冷卻后產生不(bu)(bu)同(tong)反應，焊縫收縮量不(bu)(bu)同(tong)，接(jie)(jie)頭(tou)處就(jiu)會出(chu)現高應力狀(zhuang)態(tai)，促使(shi)焊縫處或者熱影響區域(yu)產生裂紋，甚至導(dao)致焊縫與金屬剝(bo)離(li)現象。
4. 電磁性(xing)差異
兩種金屬的電磁性(xing)差異不同，就(jiu)有可能導致焊接連接時出(chu)現不穩(wen)定現象，不銹鋼(gang)和碳(tan)鋼(gang)的電磁性(xing)就(jiu)存在很(hen)大差異，容易造成焊接電弧(hu)偏弧(hu)或(huo)者電弧(hu)燃燒不穩(wen)定結果，這樣就(jiu)會出(chu)現焊縫處變形(xing)變壞。
5. 形成脆性(xing)化合物
金(jin)屬(shu)進行焊(han)(han)接(jie)后(hou)在焊(han)(han)縫處形(xing)成(cheng)新物(wu)(wu)質，成(cheng)為金(jin)屬(shu)間化(hua)合物(wu)(wu)，這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)物(wu)(wu)質有(you)些(xie)(xie)物(wu)(wu)理屬(shu)性(xing)較脆，就可能(neng)對(dui)接(jie)頭處力學性(xing)能(neng)產(chan)生較大影響，甚至會降低焊(han)(han)縫處塑(su)性(xing)和韌性(xing)。有(you)些(xie)(xie)金(jin)屬(shu)焊(han)(han)接(jie)后(hou)，接(jie)頭處性(xing)能(neng)良好，但是容易生成(cheng)其他物(wu)(wu)質，比如在熱影響區(qu)的晶界(jie)上形(xing)成(cheng)一(yi)種貧鉻層，這(zhe)(zhe)種物(wu)(wu)質含有(you)碳化(hua)物(wu)(wu)，一(yi)旦產(chan)生，就會導(dao)致在使用過程中產(chan)生晶間腐蝕。
三、不銹(xiu)鋼與碳(tan)鋼的連(lian)接
1. 不銹鋼與(yu)碳鋼管道的法蘭連接
通過上述綜合分(fen)析，配管(guan)設計時(shi)，一般盡量避(bi)免異(yi)種(zhong)鋼(gang)焊接(jie)，當遇到工藝(yi)參數(shu)改變，管(guan)道(dao)等級變化，不銹鋼(gang)與碳鋼(gang)管(guan)道(dao)需要連接(jie)時(shi)，一般用法蘭連接(jie)分(fen)界(jie)。特別(bie)是高溫(wen)、高壓(ya)流(liu)體管(guan)道(dao)避(bi)免異(yi)種(zhong)鋼(gang)焊接(jie)。
2. 不銹鋼與碳鋼的焊接(jie)連接(jie)與工藝措施(shi)
當常溫(wen)、低壓流體管道(dao)在(zai)特殊情況下(xia)，必(bi)須(xu)采用不銹鋼(gang)和碳(tan)鋼(gang)直(zhi)接(jie)焊接(jie)時，需注(zhu)意焊接(jie)完(wan)成后最后進行(xing)消除應(ying)力熱處理，并(bing)需注(zhu)意以下(xia)焊接(jie)工(gong)藝措施：
①. 選擇焊接材料(liao)
不銹(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)進(jin)行焊接(jie)(jie)，焊口處金屬(shu)化(hua)學成分(fen)是(shi)由填(tian)充(chong)金屬(shu)決定，兩(liang)種(zhong)不同金屬(shu)具有不同焊接(jie)(jie)屬(shu)性，從調整焊縫和熔合區組織性能，改變焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭應力分(fen)布狀況，抑(yi)制熔和區中碳擴散等方面進(jin)行研(yan)究，實現結構使用性能最(zui)終目標，幫助焊縫金屬(shu)的(de)成分(fen)應力接(jie)(jie)近(jin)其中一(yi)種(zhong)金屬(shu)成分(fen)，一(yi)般工業中都是(shi)選擇奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊條A307。
②. 焊接接頭坡口
焊(han)接接頭處會出現不(bu)同(tong)大小坡口(kou)，4mm厚度(du)不(bu)用開坡口(kou)，采取直接焊(han)接方式進行；4～6mm厚度(du)，焊(han)縫處直接進行雙面焊(han)接，不(bu)需(xu)要開坡口(kou)；6mm以上(shang)就屬于大數值，進行開坡口(kou)就需(xu)要確保焊(han)接熔合區的性能(neng)，一般都是(shi)開V形或者X形坡口(kou)。
③. 焊接操(cao)作方法
采(cai)(cai)用(yong)手工弧(hu)焊方式。選(xuan)擇比(bi)較小(xiao)(xiao)的熱輸(shu)入，小(xiao)(xiao)的焊接(jie)電(dian)流(liu)，采(cai)(cai)取比(bi)較快的焊接(jie)速(su)度，電(dian)流(liu)和速(su)度要控(kong)制(zhi)在合理范圍(wei)，不引(yin)起(qi)失誤(wu)。采(cai)(cai)用(yong)短弧(hu)焊，焊接(jie)時電(dian)弧(hu)要偏向碳鋼材(cai)料方向，保(bao)障(zhang)兩側(ce)金屬(shu)材(cai)料受(shou)熱均勻一致(zhi)，確保(bao)兩邊受(shou)熱一致(zhi)。
④. 焊后處理和檢驗。
