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實(shí)際可用的焊接接頭，還存在下列問題。

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性的固體狀態(tài)此時(shí)，僅靠兩種金屬的相互擴(kuò)散、原子遷移而形成焊接結(jié)合，其過程很慢。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，使過熱區(qū)的組織發(fā)生變化，且隨之性能會降低。當(dāng)達(dá)到高熔點(diǎn)的金屬熔化時(shí)，勢必會造成熔點(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，很難獲得一個滿意的焊接接頭。

2. 線脹系數(shù)的差異

  不同的金屬具有不同的線脹系數(shù)，當(dāng)一種線脹系數(shù)大的金屬與另一種線脹系數(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，甚至還會導(dǎo)致焊縫與母材金屬剝離這是因?yàn)?，線脹系數(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；反之線脹系數(shù)小的金屬，冷卻時(shí)收縮率也小。它們在形成焊接連接之后冷卻過程中焊縫兩側(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線脹系數(shù)小的金屬進(jìn)行預(yù)熱，或者在線脹系數(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)也可能會形成某些金屬間的化合物，其中有的也很脆，對焊接接頭的力學(xué)性能影響很大，往往會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)晶過程中形成的裂紋傾向加大，在使用過程中會使焊接接頭發(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，以避免焊縫金屬開裂或脆化，但可能會降低焊接接頭的強(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)不可避免的問題。

  由此可見，異種金屬焊接時(shí)需要解決的問題較多，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。

  純金屬組對的異種金屬副的焊接性如圖5-1所示。