摘 要：本文首先对异种钢焊接特征加以阐述，其次对现阶段异种钢焊接应用情况加以分析，最后对异种钢焊接性研究进展如熔合区组织变化主要特性、接头位置断口形态等予以分析，望借此为推动异种钢焊接性研究的推进提供参考。
关键词：异种钢；焊接性；研究进展
随着我国科学技术的发展，推动工业生产领域不断发展，并对工业生产领域所应用构件也提出更高要求。为满足工业生产需求，将异种钢焊接应用至工业生产领域具备重要现实意义。借助异种钢的应用除可实现材料自身性能的充分发挥外，还可有效提升构件性能，并提高工业生产技术水平，以推动工业生产领域可持续发展。
1 异种钢焊接特征
异种钢焊接即指两种不同牌号钢的焊接，在异种金属焊接领域中较为常见。焊接接头可分再细分为两种形式，其一为同类异种钢所构成的接头，此类接头虽化学成分存在差异，但均为奥氏体类钢，或铁素体类钢；其二为异类异种钢所构成的接头，两侧木材为不同接头，如分别为奥氏体类钢、铁素体类钢，熔合方式见图1。
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图1异类异种钢接头熔合
不同牌号的钢组织成分也存在一定差异，并在焊接时易存在接头残余应力分布及焊接成分稀释等问题。分析低合金钢化学成分可知，钢的淬硬性将会伴随钢种合金元素比重的增加而不断加大，并对异种钢焊接性产生影响。熔合比为影响合金元素在焊接金属中比重的重要因素，而熔合比则受金属导热性、熔化特性及焊接参数等诸多因素影响。若在焊接过程中产生熔合区过渡层，则会降低接头性能，成为接头薄弱之处，过渡层中所包含的脱碳层在高温条件下易导致晶间腐蚀的产生，对钢力学性能造成影响。此外，在异种钢焊接过程中，异种钢热收缩性、热膨胀性的不均匀也会导致焊接中分布的残余应力、同种金属中分布的应力二者间产生差异，且借助回火也无法将残余应力消除，借助回火只能重新分布残余应力。
2 异种钢焊接应用现状
电站锅炉、交通运输、机械工程等领域中一种异种钢焊得以广泛应用。实际应用过程中，异种钢焊接工艺、接头性能将会对构件的使用期限、强度水平产生直接影响，并在性能、成分、组织同母材差异较大异种钢焊接中尤为明显。如据调查指出，亚临界电站锅炉、超高压电站锅炉中大部分爆管事故的产生原因即为接头位置所产生的问题，电厂运行过程中一旦产生爆管事故，将会严重影响电厂经济效益，严重时甚至危害工作人员人身安全。据学者表明，炼油设备中裂化反应装置异种钢熔覆界面、异种钢焊接管线中，剥离裂纹易产生于熔合区，缩短构件使用寿命，影响工业生产。
3异种钢焊接性研究进展
3.1 熔合区组织变化主要特性
对焊缝金属以及热影响区两者之间所产生的过渡性区域，多称其为熔合区。此区域范围狭窄，基于常规光学金相腐蚀视角分析，则可以将其视为类似直线形状的融合线。通过电子显微镜的高倍视角观察，称其为熔合区。
Savage相关研究学者提出对熔合区采取划分，形成“不完全混合区”、“部分熔化去”两方面。两个部分之间则通过焊接边界的方式进行区分。潘春旭则提出可以通过借助透射电镜的方式对融合区位置进行观察，同时发现该区域组变化情况相对较为复杂。主要由单项奥氏体区、奥氏体、马氏体去等相互组成结构。
通常，“不完全混合区”主要通过马氏体+类马氏体两部分构成，类马氏体之中主要表现为细小斑马实体、栾晶马氏体等结构形成的混合型组织，产生原理包括通过焊接金属、母材HAZ两者，Cr以及NI实际含量发生明显降低，在达到5%以下时，将会发生马氏体转化，形成马氏体层。
“部分融化区”则主要是指靠近焊接池位置的HAZ在高温条件下发生熔化情况的区域。潘春旭提出“部分融化区”在宽度、整体形态与母材当中碳含量具有明显关系。母材碳含量提高条件下，多表现出“锯齿状”特性。实际上，这是母材局部融化区冷却以及合金元素造成的。
3.2 接头位置断口形态研究
借助分析异种钢接头位置断口形态，可评价接头在各领域中脆性-韧性及力学性能的转变，结合多种类型标准制备完成的冲击断口样品中难以实现熔合区断口形态的直接观察，特别为以热影响、熔合区、焊缝等层面直接观察断口形态更为困难。若熔合区存在缺口，则冲击断口通常沿熔合区剥离，所以，在实际操作中难以获取连续的断口形态。与此同时，在焊接过程中，冲击数值也会逐渐分散，除上文所提及情况外，研究人员还应可借助热模拟措施实现大块样品的制备，借此针对推进断裂研究工作的展开起到一定促进性作用。目前，多数研究工作进程中均将创新型样品制备工艺应用至样品制备中则可直接观察熔合区连续断口形态变化特征，还可妥善完成断口形态、金相组织二者间的比对观察工作，据此也可对小解理面混合区、浅韧窝所组成的熔合区加以观察，同时在HAZ过程中也存在二次裂纹问题，此为纯粹解理断裂。低温环境下，或室温环境下，焊接接头上HAZ中的粗晶区为韧性最低的区域，而并非为熔合区。然而在高温环境下，或经热处理后，焊接融合区域间中所形成的焊接边界中将会逐渐产生剥离开裂裂纹等现象，由此也可在于一定程度上表明，经热处理后，或于高温环境运行后，熔合区成为韧性最低区域。
以QJ63钢、HQ130钢焊接为例，二者间裂纹较少，通常情况下，裂纹自熔合线周围开裂，沿熔合线逐渐拓展，同时裂纹以弯曲拓展方式开裂。HQ130钢同低强度钢单道焊接时，粒状贝氏体、珠光体、针状铁素体、先共析铁素体等呈柱状并沿晶界分布，而在金属缝多道焊接时，则多为针状铁素体组织，此时韧性优于单道焊接缝，再此过程中，各相比例输入变化详见图2。
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图2各相比例输入变化图
4 结束语
由上述内容可知，工业生产领域中异种钢的广泛应用，使得异种钢焊接性问题备受学者关注，并在实际研究中获得一定研究进展，如借助熔合区组织变化主要特性的分析及接头位置断口形态的研究，可为改进异种钢焊接工艺提供参考，以推动我国工业生产技术的进一步提升。
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