常用金屬元素的一些物理性質(zhì)（與形成焊接接合有關(guān)的）見(jiàn)表5-2，這是兩種合金焊接連接的主要根基。如果這種理化的可能性根本不存在，則更談不上直接的焊接連接。在可能形成焊接結(jié)合的前提下，特別要在熔焊條件下獲得一個(gè)實(shí)際可用的焊接接頭，還存在下列問(wèn)題。

1. 熔點(diǎn)的差異

  兩種金屬的熔點(diǎn)差異很大時(shí)，當(dāng)加熱溫度超過(guò)低熔點(diǎn)金屬的熔點(diǎn)不多時(shí)，熔點(diǎn)高的金屬仍呈低活動(dòng)性的固體狀態(tài)此時(shí)，僅靠?jī)煞N金屬的相互擴(kuò)散、原子遷移而形成焊接結(jié)合，其過(guò)程很慢。當(dāng)加熱到高熔點(diǎn)金屬的原子活性較大的固態(tài)（接近于熔點(diǎn)時(shí)），已被熔化的低熔點(diǎn)金屬首先滲入到高熔點(diǎn)金屬的晶界，由于晶界的擴(kuò)散系數(shù)比晶內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)大得多，使過(guò)熱區(qū)的組織發(fā)生變化，且隨之性能會(huì)降低。當(dāng)達(dá)到高熔點(diǎn)的金屬熔化時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成熔點(diǎn)低的金屬流失、蒸發(fā)和合金元素的大量燒損。因此，在這種情況下進(jìn)行熔焊，很難獲得一個(gè)滿(mǎn)意的焊接接頭。

2. 線(xiàn)脹系數(shù)的差異

  不同的金屬具有不同的線(xiàn)脹系數(shù)，當(dāng)一種線(xiàn)脹系數(shù)大的金屬與另一種線(xiàn)脹系數(shù)小的金屬焊接時(shí)，可能導(dǎo)致焊縫或熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，甚至還會(huì)導(dǎo)致焊縫與母材金屬剝離這是因?yàn)?，線(xiàn)脹系數(shù)大的金屬在一定的范圍內(nèi)升溫時(shí)，其熱膨脹量大，其后冷卻時(shí)收縮量也大；反之線(xiàn)脹系數(shù)小的金屬，冷卻時(shí)收縮率也小。它們?cè)谛纬珊附舆B接之后冷卻過(guò)程中焊縫兩側(cè)金屬的收縮量不同，導(dǎo)致焊接接頭區(qū)出現(xiàn)復(fù)雜的高內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)而加速裂紋的產(chǎn)生。生產(chǎn)上常用的方法是焊前對(duì)線(xiàn)脹系數(shù)小的金屬進(jìn)行預(yù)熱，或者在線(xiàn)脹系數(shù)差異很大的兩金屬中間加入一種塑性好的金屬焊接成過(guò)渡接頭作為緩沖帶，避免焊縫或熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。

3. 熱導(dǎo)率和比熱容的差異

  金屬的熱導(dǎo)率和比熱容強(qiáng)烈地影響被焊材料的熔化、熔池的形成、焊接區(qū)的溫度場(chǎng)和焊縫的凝固結(jié)晶當(dāng)兩種金屬在這方面差異很大時(shí)，可使被焊材料熔化不同步，熔池形成和金屬結(jié)合不良，導(dǎo)致焊縫結(jié)晶條件變壞，焊縫性能和成形不良。熔焊時(shí)，通常應(yīng)將熱源位置偏向熱導(dǎo)性能好的材料一側(cè)。例如，純銅與18-8型奧氏體不銹鋼焊接時(shí)，由于銅的熱導(dǎo)率比18-8型奧氏體不銹鋼大20倍，因此必須把熱源的大部分熱量集中到純銅待焊處一側(cè)，以保證待焊處兩側(cè)的金屬均勻同步地熔化和凝固。

4. 電磁性的差異

  在異種金屬熔焊時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)焊接電弧偏燒或者電弧燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象而造成焊縫成形變壞，這往往是由于兩種金屬的電磁性相差很大而發(fā)生的。例如，電子束焊接銅與低碳鋼時(shí)，當(dāng)電子束指向銅母材時(shí)，發(fā)現(xiàn)電子束向低碳鋼母材一側(cè)偏移，就是由于兩種金屬的電磁性不同而引起的。

5. 形成脆性化合物

  用熔焊方法焊接銅和鋁時(shí)，除了通常必須考慮的被焊材料的氧化、氮化形成的化合物外，銅和鋁兩元素還能結(jié)合形成CuAl2和Cu，Al脆性化合物，使焊縫強(qiáng)度和塑性顯萋地降低，因此，用熔焊的方法焊接銅和鋁是相當(dāng)困難的。

  同樣，在異種黑色金屬焊接時(shí)也可能會(huì)形成某些金屬間的化合物，其中有的也很脆，對(duì)焊接接頭的力學(xué)性能影響很大，往往會(huì)降低焊縫的塑性和韌性。隨著金屬間脆性化合物的增多，焊縫在結(jié)晶過(guò)程中形成的裂紋傾向加大，在使用過(guò)程中會(huì)使焊接接頭發(fā)生脆性斷裂。

6. 焊接接頭難于達(dá)到與母材金屬等性能

  通常，兩種不同金屬結(jié)合在一起會(huì)構(gòu)成腐蝕電偶，因而其耐蝕性要比其中任一金屬都低，這是一個(gè)不易解決的難題。此外，為了實(shí)現(xiàn)異種金屬的焊接性，往往選用塑性較好的焊接材料，以避免焊縫金屬開(kāi)裂或脆化，但可能會(huì)降低焊接接頭的強(qiáng)度。因此，為了保證異種金屬焊接接頭具有良好的綜合使用性能，往往不得不放棄或降低一些次要性能指標(biāo)要求，這是異種金屬焊接時(shí)不可避免的問(wèn)題。

  由此可見(jiàn)，異種金屬焊接時(shí)需要解決的問(wèn)題較多，焊接難度也很大，只有選用合理的焊接方法和焊接材料，并制定正確的焊接工藝方案，采取一些特殊措施，才能獲得優(yōu)質(zhì)的異種金屬的焊接接頭。

  純金屬組對(duì)的異種金屬副的焊接性如圖5-1所示。