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(xiu)鋼(gang)與碳鋼(gang)管道可能存在異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接的情況：
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(bu)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(shu)伴熱管為(wei)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，而蒸汽(qi)分配站為(wei)碳鋼(gang)(gang)，此時會出現(xian)碳鋼(gang)(gang)與不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的連接；
③. 有的設(she)備為(wei)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，而壓力管(guan)道為(wei)碳鋼(gang)(gang)，此時會出現碳鋼(gang)(gang)與不(bu)銹鋼(gang)(gang)的連接(jie)；
④. 有的夾套管(guan)芯管(guan)用不銹鋼(gang)(gang)、夾套用碳(tan)鋼(gang)(gang)，有的夾套芯管(guan)用不銹鋼(gang)(gang)、夾套也用不銹鋼(gang)(gang)、熱媒管(guan)用碳(tan)鋼(gang)(gang)，會出現(xian)碳(tan)鋼(gang)(gang)與(yu)不銹鋼(gang)(gang)的連接。
一、一般情況碳(tan)鋼與不(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)直(zhi)接(jie)接(jie)觸
1. 在GB50235《工(gong)(gong)(gong)業金屬管道工(gong)(gong)(gong)程施工(gong)(gong)(gong)規范》規定“不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管道與支(zhi)架之間應墊入(ru)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)或氯離子含(han)量不(bu)超過50x10-6的非金屬墊片”，原(yuan)因是不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)直接(jie)接(jie)觸會發生(sheng)電(dian)化(hua)學腐蝕，在儲存、運輸、加工(gong)(gong)(gong)和安裝時，一定要嚴格分開。
2. 不銹(xiu)鋼的(de)金相組織(zhi)和(he)表(biao)面鈍化(hua)(hua)膜，使得它(ta)在一般情況下(xia)較難與介(jie)質(zhi)發生(sheng)化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應而被腐蝕(shi)，但(dan)并不是在任何條件下(xia)都(dou)不能(neng)被腐蝕(shi)。在腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)和(he)誘因（如劃傷、飛(fei)濺、割渣(zha)等）存在的(de)條件下(xia)，不銹(xiu)鋼也能(neng)與腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)發生(sheng)緩慢的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)和(he)電化(hua)(hua)學(xue)(xue)反應被腐蝕(shi)，而且在一定條件下(xia)的(de)腐蝕(shi)速度(du)相當(dang)(dang)快(kuai)而產(chan)生(sheng)銹(xiu)蝕(shi)現象，尤其是點蝕(shi)和(he)縫隙(xi)腐蝕(shi)。不銹(xiu)鋼件的(de)腐蝕(shi)機理主(zhu)要為電化(hua)(hua)學(xue)(xue)腐蝕(shi)。當(dang)(dang)不銹(xiu)鋼與碳鋼直接(jie)接(jie)觸(chu)會產(chan)生(sheng)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。
碳鋼材(cai)料含碳量(liang)的多少直接關系到碳素(su)鋼材(cai)料性能(neng)，隨著含碳量(liang)增加，鋼的硬度、強度隨之(zhi)提升，鋼材(cai)的塑性、可(ke)焊性能(neng)降低。同(tong)時碳鋼中(zhong)錳元(yuan)(yuan)素(su)、硅元(yuan)(yuan)素(su)、鎳元(yuan)(yuan)素(su)、硫元(yuan)(yuan)素(su)也(ye)對碳鋼材(cai)性能(neng)影響。
電(dian)偶腐蝕(shi)(shi)，是由兩種不同電(dian)位(wei)(wei)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)接(jie)觸(chu)，從(cong)而(er)引起電(dian)位(wei)(wei)低的(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)發生腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)異種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)接(jie)觸(chu)腐蝕(shi)(shi)。當不銹鋼(gang)(gang)材料與碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)材料混合(he)儲存時，不銹鋼(gang)(gang)含有鎳(nie)、鉻金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元(yuan)素(su)而(er)活潑性降低，電(dian)極(ji)(ji)電(dian)位(wei)(wei)便高于普(pu)通碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)為陰(yin)極(ji)(ji)、碳(tan)(tan)鋼(gang)(gang)為陽極(ji)(ji)。在(zai)潮(chao)濕(shi)的(de)(de)(de)空氣中(zhong)水汽不可(ke)避免地(di)溶入二氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)而(er)形(xing)成(cheng)酸性的(de)(de)(de)電(dian)解質，從(cong)而(er)形(xing)成(cheng)電(dian)偶反應，碳(tan)(tan)素(su)體中(zhong)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)元(yuan)素(su)失(shi)去電(dian)子(zi)，形(xing)成(cheng)正二價鐵(tie)(tie)離子(zi)，得到電(dian)子(zi)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)元(yuan)素(su)變(bian)成(cheng)三氧(yang)化(hua)二鐵(tie)(tie)，電(dian)流就(jiu)會如此(ci)通過高位(wei)(wei)電(dian)極(ji)(ji)（陽極(ji)(ji)）金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)流入低位(wei)(wei)電(dian)極(ji)(ji)（陰(yin)極(ji)(ji)），至(zhi)此(ci)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)化(hua)學能以電(dian)能的(de)(de)(de)形(xing)式損(sun)失(shi)，陰(yin)極(ji)(ji)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)因(yin)受到保護而(er)腐蝕(shi)(shi)減慢(man)，陽極(ji)(ji)以電(dian)子(zi)損(sun)失(shi)而(er)更快地(di)腐蝕(shi)(shi)。
當不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)直(zhi)接接觸(chu)時(shi)，隨(sui)著時(shi)間的(de)(de)推(tui)(tui)移(yi)，碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕不(bu)(bu)(bu)斷(duan)地鈍(dun)化，碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)產物(wu)對碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)起到了(le)一定(ding)性的(de)(de)保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)作(zuo)用，從(cong)而減緩了(le)碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)(lv)。但是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕隨(sui)著時(shi)間的(de)(de)推(tui)(tui)移(yi)，材(cai)(cai)(cai)料表面的(de)(de)鈍(dun)化保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)膜(mo)不(bu)(bu)(bu)斷(duan)地損失，且不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)因為(wei)前期腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)(lv)極小，腐(fu)(fu)(fu)蝕產物(wu)較少(shao)，難以對不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)(cai)料起到保(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)作(zuo)用，最(zui)終是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)(cai)料隨(sui)著時(shi)間的(de)(de)推(tui)(tui)移(yi)其腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)(de)速(su)率(lv)(lv)不(bu)(bu)(bu)斷(duan)地加(jia)大(da)。綜(zong)合(he)上述，不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)接觸(chu)腐(fu)(fu)(fu)蝕為(wei)前期碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)(cai)料腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)(lv)較快，但是(shi)(shi)隨(sui)著時(shi)間的(de)(de)推(tui)(tui)移(yi)碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)(lv)減低，而不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕速(su)率(lv)(lv)不(bu)(bu)(bu)斷(duan)地加(jia)大(da)。
二、不銹鋼與碳鋼的異種鋼焊接
根據GB 50236《現場設備、工(gong)(gong)業管道(dao)焊接(jie)(jie)工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)規(gui)范》、SH/T 3526《石油化工(gong)(gong)異種鋼焊接(jie)(jie)規(gui)程》等規(gui)范的(de)要求，進行不銹(xiu)鋼與碳鋼異種鋼焊接(jie)(jie)。但是(shi)，不銹(xiu)鋼與碳鋼的(de)異種鋼焊接(jie)(jie)容易(yi)出(chu)現以(yi)下問題。
1. 熔點差異
不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)材(cai)料熔(rong)點(dian)不一樣，當焊接(jie)過程中，兩(liang)種金(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)點(dian)相差較大時(shi)，就(jiu)(jiu)可能(neng)出現焊接(jie)性能(neng)降低，熔(rong)點(dian)較低的金(jin)(jin)屬(shu)會(hui)產生(sheng)金(jin)(jin)屬(shu)流失，還有可能(neng)是蒸(zheng)發(fa)和合(he)金(jin)(jin)元素的大量燒損，這樣就(jiu)(jiu)會(hui)產生(sheng)很多實(shi)際操作問(wen)題。
2. 熱導率和(he)比(bi)熱容(rong)差異
金(jin)屬(shu)的熱導(dao)(dao)率(lv)和比熱容是影(ying)響焊(han)(han)接(jie)技(ji)術重(zhong)要因素，對被焊(han)(han)接(jie)材料的熔化和焊(han)(han)縫(feng)的凝固結晶造成影(ying)響。不(bu)銹(xiu)鋼熱導(dao)(dao)率(lv)數(shu)值(zhi)大約是碳鋼的三分之一，明顯差異很大，這樣的差異就會導(dao)(dao)致兩種金(jin)屬(shu)物(wu)質熔化時間不(bu)同步，金(jin)屬(shu)結合效果也(ye)不(bu)太好，運行(xing)過程(cheng)中就會影(ying)響焊(han)(han)接(jie)過程(cheng)，最(zui)終焊(han)(han)縫(feng)性能不(bu)良。
3. 線膨脹(zhang)系(xi)數差異
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和碳鋼(gang)線膨脹系數是不(bu)(bu)一樣的，這種不(bu)(bu)同性能就會在焊(han)(han)(han)接(jie)連接(jie)后促使兩種金屬冷(leng)卻(que)后產(chan)生不(bu)(bu)同反應，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)收縮(suo)量不(bu)(bu)同，接(jie)頭處就會出現高應力狀態，促使焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)處或者熱影響區(qu)域產(chan)生裂(lie)紋，甚至(zhi)導致焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)與金屬剝離現象。
4. 電磁性差異(yi)
兩種金(jin)屬的(de)(de)電(dian)磁(ci)性差(cha)異(yi)不同(tong)，就(jiu)有(you)可能導(dao)致(zhi)焊(han)接連接時(shi)出(chu)現(xian)不穩(wen)定(ding)現(xian)象，不銹鋼(gang)和碳鋼(gang)的(de)(de)電(dian)磁(ci)性就(jiu)存在(zai)很大差(cha)異(yi)，容易造成焊(han)接電(dian)弧偏(pian)弧或者(zhe)電(dian)弧燃燒不穩(wen)定(ding)結(jie)果，這樣就(jiu)會出(chu)現(xian)焊(han)縫處變形變壞(huai)。
5. 形成脆性化合物
金屬(shu)進行焊(han)接后在(zai)焊(han)縫處(chu)(chu)(chu)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)新物(wu)質，成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)金屬(shu)間化合物(wu)，這些(xie)物(wu)質有(you)些(xie)物(wu)理屬(shu)性較脆，就(jiu)可能對接頭處(chu)(chu)(chu)力學性能產生較大影(ying)響(xiang)，甚至會(hui)(hui)降(jiang)低(di)焊(han)縫處(chu)(chu)(chu)塑(su)性和韌性。有(you)些(xie)金屬(shu)焊(han)接后，接頭處(chu)(chu)(chu)性能良好，但(dan)是容易生成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)其他物(wu)質，比如(ru)在(zai)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)的晶界(jie)上形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)種貧鉻層，這種物(wu)質含有(you)碳(tan)化物(wu)，一(yi)旦產生，就(jiu)會(hui)(hui)導致在(zai)使(shi)用過程中產生晶間腐蝕。
三、不(bu)銹鋼與碳鋼的連(lian)接
1. 不(bu)銹鋼與碳鋼管(guan)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(jin)量避免異種鋼(gang)(gang)焊接，當遇到工(gong)藝(yi)參數改變，管(guan)道(dao)等級變化，不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與碳鋼(gang)(gang)管(guan)道(dao)需要連(lian)接時(shi)，一般用法蘭(lan)連(lian)接分(fen)界。特別是高溫、高壓流體管(guan)道(dao)避免異種鋼(gang)(gang)焊接。
2. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與碳鋼(gang)的焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)與工藝措施
當(dang)常溫(wen)、低壓流(liu)體管道在特殊情況下，必須采用不銹鋼(gang)和(he)碳(tan)鋼(gang)直接(jie)(jie)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)，需(xu)注(zhu)意焊(han)接(jie)(jie)完成(cheng)后最后進行消除應力熱處理(li)，并需(xu)注(zhu)意以下焊(han)接(jie)(jie)工藝措(cuo)施：
①. 選擇焊接材料
不銹鋼和碳(tan)(tan)鋼進行焊(han)接(jie)(jie)，焊(han)口處金(jin)(jin)屬(shu)化學(xue)成(cheng)分(fen)是由填充金(jin)(jin)屬(shu)決定，兩種(zhong)不同金(jin)(jin)屬(shu)具有不同焊(han)接(jie)(jie)屬(shu)性，從調整焊(han)縫和熔(rong)合區組織性能(neng)，改變(bian)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭應(ying)力分(fen)布狀況，抑(yi)制熔(rong)和區中碳(tan)(tan)擴散等方(fang)面進行研究(jiu)，實(shi)現結構(gou)使用性能(neng)最(zui)終目標，幫助(zhu)焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)的成(cheng)分(fen)應(ying)力接(jie)(jie)近(jin)其中一(yi)種(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)分(fen)，一(yi)般工業中都是選擇奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)條A307。
②. 焊接(jie)接(jie)頭坡口
焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭處(chu)會(hui)出(chu)現不同大小坡口(kou)，4mm厚(hou)度不用開坡口(kou)，采取(qu)直接(jie)(jie)(jie)焊接(jie)(jie)(jie)方式進(jin)行(xing)(xing)；4～6mm厚(hou)度，焊縫處(chu)直接(jie)(jie)(jie)進(jin)行(xing)(xing)雙面焊接(jie)(jie)(jie)，不需要開坡口(kou)；6mm以上就屬于(yu)大數值(zhi)，進(jin)行(xing)(xing)開坡口(kou)就需要確保焊接(jie)(jie)(jie)熔合區(qu)的性能，一般都是開V形或者X形坡口(kou)。
③. 焊接操(cao)作方(fang)法
采用手工弧(hu)(hu)(hu)焊(han)方(fang)式。選擇比較小的熱(re)(re)輸入，小的焊(han)接電(dian)流，采取比較快的焊(han)接速度，電(dian)流和速度要控(kong)制在合理范圍，不引起失誤。采用短弧(hu)(hu)(hu)焊(han)，焊(han)接時電(dian)弧(hu)(hu)(hu)要偏向碳鋼材(cai)料方(fang)向，保(bao)障(zhang)兩側金屬材(cai)料受(shou)熱(re)(re)均勻一致(zhi)，確保(bao)兩邊受(shou)熱(re)(re)一致(zhi)。
④. 焊后處理和檢驗。
