異種材料焊接是指在一定的工藝條件下，將兩種或兩種以上不同的材料(不同的化學(xué)成分、金相組織和性能)焊接的過程。在異種金屬的焊接中，常見的是異種鋼的焊接，其次是異種有色金屬的焊接和鋼與有色金屬的焊接。那么精密激光焊接加工異種材料焊接存在哪些問題？



1. 精密激光焊接加工不同材料之間的熔點差異越大，越難焊接。

這是因為當(dāng)?shù)腿埸c的材料達(dá)到熔化狀態(tài)時，高熔點的材料仍處于固態(tài)。此時，熔化的材料容易滲透到過熱區(qū)晶界，造成低熔點材料的損失，合金元素的燃燒或蒸發(fā)，使焊接接頭難以焊接。例如，在焊接鐵和鉛時(熔點差別很大)，兩種材料在固態(tài)時既不能相互溶解，在液態(tài)時也不能相互溶解。液態(tài)金屬呈層狀分布，冷卻后分別結(jié)晶。

2. 不同材料之間的線膨脹系數(shù)差越大，越難焊接。

線膨脹系數(shù)越大，熱膨脹速率越大，冷卻時收縮越大，熔池結(jié)晶時會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。這種焊接應(yīng)力不易消除，導(dǎo)致焊接變形較大。由于焊縫兩側(cè)材料的受力狀態(tài)不同，很容易在焊縫和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，甚至導(dǎo)致焊縫金屬和母材剝落。

3.不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容差越大，焊接難度越大。

材料的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容會使焊縫金屬的結(jié)晶條件惡化，晶粒嚴(yán)重變粗，影響難熔金屬的潤濕性。因此，焊接時應(yīng)選用強(qiáng)熱源，熱源的位置應(yīng)向?qū)嵝院玫哪覆囊粋?cè)傾斜。

4. 不同材料之間的電磁性能差異越大，焊接就越困難。

因為材料的電磁差越大，焊接電弧越不穩(wěn)定，焊縫越差。

5. 不同材料之間形成的金屬間化合物越多，焊接就越困難。

由于金屬間化合物的脆性，很容易在焊縫中產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。

6. 在異種材料焊接過程中，由于焊接區(qū)金相組織的變化或新形成的組織，導(dǎo)致焊接接頭性能惡化，給焊接帶來很大的困難。

接頭的熔合區(qū)和熱影響區(qū)力學(xué)性能較差，特別是塑性韌性明顯下降。由于接頭韌性的降低和焊接應(yīng)力的存在，異種材料焊接接頭容易產(chǎn)生裂紋，特別是在焊接熱影響區(qū)。

7. 不同材料的氧化性越強(qiáng)，越難焊接。

如果采用熔焊法焊接銅鋁，很容易在熔池中形成銅鋁氧化物。冷卻結(jié)晶過程中，晶界中氧化物的存在降低了晶間結(jié)合力。

8. 不同材料焊接時，焊縫和兩種母材很難滿足強(qiáng)度相等的要求。

這是因為低熔點的金屬元素在焊接過程中容易燃燒和蒸發(fā)，使焊縫的化學(xué)成分發(fā)生變化，降低了機(jī)械性能，特別是焊接不同的有色金屬。