常用(yong)金屬元素的(de)(de)(de)一些物理性質（與形成焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)合有關(guan)的(de)(de)(de)）見表5-2，這是兩種合金焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)的(de)(de)(de)主要(yao)根基。如(ru)果這種理化的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性根本不(bu)存在，則更談不(bu)上直接(jie)(jie)的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)連接(jie)(jie)。在可(ke)能(neng)形成焊接(jie)(jie)結合的(de)(de)(de)前提下，特別要(yao)在熔焊條(tiao)件下獲得一個(ge)實際可(ke)用(yong)的(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，還存在下列問題。
1. 熔點的差異
兩(liang)種(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)差異很大(da)時(shi)，當加(jia)熱(re)溫度(du)超過低(di)(di)熔(rong)點(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)不多時(shi)，熔(rong)點(dian)高的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬仍呈低(di)(di)活動性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體(ti)狀態此時(shi)，僅靠兩(liang)種(zhong)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)相互擴散、原(yuan)子(zi)遷(qian)移(yi)而形(xing)成焊(han)(han)接結(jie)合，其過程很慢。當加(jia)熱(re)到高熔(rong)點(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)活性(xing)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)態（接近于熔(rong)點(dian)時(shi)），已被熔(rong)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)(di)熔(rong)點(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬首先滲入到高熔(rong)點(dian)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)界(jie)，由于晶(jing)(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)擴散系數比(bi)晶(jing)(jing)(jing)內的(de)(de)(de)(de)(de)擴散系數大(da)得(de)多，使過熱(re)區的(de)(de)(de)(de)(de)組織發生變(bian)化(hua)，且隨之性(xing)能會(hui)降(jiang)低(di)(di)。當達到高熔(rong)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬熔(rong)化(hua)時(shi)，勢必會(hui)造成熔(rong)點(dian)低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬流失、蒸發和(he)合金(jin)(jin)(jin)(jin)元素的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)量燒(shao)損。因此，在(zai)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)下(xia)進行熔(rong)焊(han)(han)，很難獲得(de)一個滿意的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接接頭。
2. 線脹系(xi)數的差異
不同(tong)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)具有不同(tong)的(de)(de)線(xian)(xian)脹(zhang)系(xi)數(shu)，當一種(zhong)線(xian)(xian)脹(zhang)系(xi)數(shu)大的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)與另一種(zhong)線(xian)(xian)脹(zhang)系(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)時，可能導(dao)致焊(han)縫(feng)或(huo)熱(re)影響區(qu)產(chan)生裂(lie)(lie)紋，甚至(zhi)還會導(dao)致焊(han)縫(feng)與母(mu)材(cai)金(jin)(jin)屬(shu)剝離(li)這是(shi)(shi)因為，線(xian)(xian)脹(zhang)系(xi)數(shu)大的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)一定的(de)(de)范圍內(nei)升溫時，其熱(re)膨脹(zhang)量(liang)大，其后冷卻時收(shou)縮量(liang)也大；反(fan)之線(xian)(xian)脹(zhang)系(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)，冷卻時收(shou)縮率也小(xiao)。它們在(zai)形成(cheng)焊(han)接(jie)連(lian)接(jie)之后冷卻過程(cheng)中焊(han)縫(feng)兩(liang)側金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)收(shou)縮量(liang)不同(tong)，導(dao)致焊(han)接(jie)接(jie)頭區(qu)出現復雜(za)的(de)(de)高內(nei)應力狀態，進(jin)(jin)而(er)加(jia)速裂(lie)(lie)紋的(de)(de)產(chan)生。生產(chan)上常用的(de)(de)方法(fa)是(shi)(shi)焊(han)前對線(xian)(xian)脹(zhang)系(xi)數(shu)小(xiao)的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)進(jin)(jin)行預熱(re)，或(huo)者在(zai)線(xian)(xian)脹(zhang)系(xi)數(shu)差異很大的(de)(de)兩(liang)金(jin)(jin)屬(shu)中間加(jia)入一種(zhong)塑(su)性好的(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)焊(han)接(jie)成(cheng)過渡接(jie)頭作為緩沖帶(dai)，避免焊(han)縫(feng)或(huo)熱(re)影響區(qu)產(chan)生裂(lie)(lie)紋。
3. 熱(re)導率和比熱(re)容的差異
金屬(shu)的(de)熱(re)(re)導(dao)(dao)率和(he)比熱(re)(re)容(rong)強烈(lie)地(di)影響被焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)料的(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)、熔(rong)(rong)(rong)(rong)池的(de)形成(cheng)、焊(han)(han)(han)接區的(de)溫度場和(he)焊(han)(han)(han)縫的(de)凝固結(jie)晶(jing)當兩種金屬(shu)在(zai)這方面差(cha)異很(hen)大時，可使被焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)料熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)不(bu)同步，熔(rong)(rong)(rong)(rong)池形成(cheng)和(he)金屬(shu)結(jie)合不(bu)良，導(dao)(dao)致焊(han)(han)(han)縫結(jie)晶(jing)條(tiao)件變壞，焊(han)(han)(han)縫性能(neng)和(he)成(cheng)形不(bu)良。熔(rong)(rong)(rong)(rong)焊(han)(han)(han)時，通常應(ying)將熱(re)(re)源位置偏向熱(re)(re)導(dao)(dao)性能(neng)好的(de)材(cai)(cai)料一(yi)側。例如(ru)，純(chun)銅(tong)與18-8型(xing)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接時，由于銅(tong)的(de)熱(re)(re)導(dao)(dao)率比18-8型(xing)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼大20倍，因(yin)此必須把熱(re)(re)源的(de)大部分熱(re)(re)量集中到純(chun)銅(tong)待焊(han)(han)(han)處一(yi)側，以保證(zheng)待焊(han)(han)(han)處兩側的(de)金屬(shu)均勻同步地(di)熔(rong)(rong)(rong)(rong)化(hua)和(he)凝固。
4. 電磁性的差(cha)異
在異種金(jin)屬(shu)(shu)熔焊(han)時有時會出現焊(han)接電(dian)弧偏燒或者(zhe)電(dian)弧燃(ran)燒不穩(wen)定現象而造(zao)成(cheng)焊(han)縫成(cheng)形變壞(huai)，這往(wang)往(wang)是由于兩種金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)電(dian)磁性相差很大而發生的(de)(de)。例如，電(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)接銅與低(di)碳(tan)鋼時，當(dang)電(dian)子(zi)束(shu)(shu)指向銅母材時，發現電(dian)子(zi)束(shu)(shu)向低(di)碳(tan)鋼母材一側偏移(yi)，就(jiu)是由于兩種金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)電(dian)磁性不同而引起的(de)(de)。
5. 形(xing)成(cheng)脆性化合物(wu)
用熔焊(han)方(fang)法焊(han)接銅(tong)和(he)鋁時，除(chu)了(le)通常必須考慮的(de)被(bei)焊(han)材料(liao)的(de)氧化(hua)、氮化(hua)形成的(de)化(hua)合物外，銅(tong)和(he)鋁兩元(yuan)素(su)還能(neng)結合形成CuAl2和(he)Cu，Al脆性化(hua)合物，使(shi)焊(han)縫強度和(he)塑性顯萋(qi)地(di)降低，因此，用熔焊(han)的(de)方(fang)法焊(han)接銅(tong)和(he)鋁是相當困(kun)難的(de)。
同樣(yang)，在異種(zhong)黑(hei)色金(jin)屬焊接(jie)時也(ye)可能會形成(cheng)某些(xie)金(jin)屬間(jian)的(de)(de)化(hua)合(he)物，其中(zhong)有的(de)(de)也(ye)很脆(cui)，對(dui)焊接(jie)接(jie)頭的(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能影響(xiang)很大，往往會降低焊縫的(de)(de)塑性(xing)(xing)(xing)和韌(ren)性(xing)(xing)(xing)。隨著金(jin)屬間(jian)脆(cui)性(xing)(xing)(xing)化(hua)合(he)物的(de)(de)增多(duo)，焊縫在結晶過(guo)程中(zhong)形成(cheng)的(de)(de)裂紋傾向加(jia)大，在使(shi)用過(guo)程中(zhong)會使(shi)焊接(jie)接(jie)頭發(fa)生脆(cui)性(xing)(xing)(xing)斷(duan)裂。
6. 焊(han)接(jie)接(jie)頭難于達到與母材金屬等性能
通常，兩種不同(tong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)結(jie)合在一(yi)起會(hui)(hui)構成腐蝕(shi)(shi)電偶，因而其耐蝕(shi)(shi)性要(yao)比其中任一(yi)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)都低，這是一(yi)個不易解決的(de)難題。此(ci)外(wai)，為了(le)實現異(yi)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)焊(han)接性，往往選用塑(su)性較好的(de)焊(han)接材料，以(yi)避免焊(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)(shu)開裂或(huo)脆化(hua)，但可(ke)(ke)能會(hui)(hui)降(jiang)低焊(han)接接頭(tou)的(de)強(qiang)度。因此(ci)，為了(le)保證異(yi)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)焊(han)接接頭(tou)具(ju)有良好的(de)綜合使用性能，往往不得不放(fang)棄或(huo)降(jiang)低一(yi)些次要(yao)性能指標要(yao)求(qiu)，這是異(yi)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)焊(han)接時不可(ke)(ke)避免的(de)問題。
由此可見，異種(zhong)金(jin)屬(shu)焊接(jie)時需要解(jie)決的(de)問題較多，焊接(jie)難度也很大，只有選用合理的(de)焊接(jie)方法和焊接(jie)材料，并制定正確的(de)焊接(jie)工藝方案，采取一些特殊措施(shi)，才(cai)能獲(huo)得優質的(de)異種(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)焊接(jie)接(jie)頭。
純金屬組對的異種(zhong)金屬副的焊(han)接性如圖5-1所示。
