引言：异种金属材料焊接指的是将不同材质的金属材料进行焊接，并且随着合金材料技术的不断应用，合金材料的物理性质更加由于，因此出现了同种金属不同材质的焊接情况，并且在焊接过程中会出现焊接缺陷、焊接质量低等问题，因此需要分析异种金属材料物理性质对焊接的影响，提高焊接质量。
一、常见的焊接金属材料
碳素钢与不锈钢是较为常见的可焊接金属材料，其中碳素钢具有较高的含碳量，在进行焊接时需要注意控制焊接温度与焊接速度，避免出现烧焦情况。而不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的金属，广泛应用于医疗、食品等行业，并且不锈钢需要进行异种材料焊接的情况较多。目前合金材料由于使用性能好、质量高，在生产焊接中应用广泛，常见的焊接金属材料有铝合金、镁合金。其中铝合金常用与高端制造业，并且重量轻、耐腐蚀性能好，在焊接过程中更需要保证焊接强度。镁合金与铝合金大致相同，同样具有轻质、高强度的特点，并且需要保证焊接质量，在焊接过程中需要使用保护气体以及电极[1]。
二、金属材料的重要物理性质
（一）熔点
熔点是金属材料重要的物理性质之一，也就是金属由固态转变成液态时的温度，对金属材料的熔炼、热加工有直接影响，例如在焊接工作中，金属的熔点影响着焊接温度以及焊接工艺的选择，各种金属材料的熔点具有本质上的不同。
（二）热膨胀性
热膨胀性随着温度变化，材料的体积也发生变化的现象称为热膨胀，多用线膨胀系数衡量，也就是温度变化1摄氏度时，材料长度的增减量。热膨胀性与材料的比热有关。在实际应用中还要考虑比容，也就是材料受温度等外界影响时，单位重量的材料其容积的增减，特别是对于在高温环境下工作，或者在冷、热交替环境中工作的金属零件，必须考虑其膨胀性能的影响，例如焊接工作。
（三）磁性能、电性能
磁铁能吸引铁磁性物体的性质即为磁性，并且主要反映在导磁率、磁滞损耗等参数上，并且金属材料根据磁性能的不同可以划分为顺磁、逆磁、软磁、硬磁等材料，并且不同磁性能的金属材料在焊接时会出现电场变化，影响焊接结果。金属材料的电学性能主要包括导电率、电阻率以及涡流损耗等。
三、异种金属材料物理性质对焊接的影响分析
（一）熔点影响焊接流程
焊接的主要流程就是将两种或两种以上的金属材料进行融化，当材料冷却时确保金属材料有效的连接在一起，但是在进行异种金属材料的焊接时，由于异种材料的熔点不同，难以实现正常的焊接流程。根据实际焊接工作情况来看，当不同金属材料的熔点差距不超过100摄氏度时，焊接工作可以正常进行，但是一旦不同金属材料间的熔点差超过100摄氏度，将会导致较低熔点的金属材料先一步融化，并呈现出液体形态，而较高熔点的金属材料由于还未到达其熔点，没有发生融化，二者的焊接位置处无法有效融合，通常会表现为低熔点金属由于先一步融化，出现包裹住高熔点金属材料的情况，与实际需要的焊接结果不符，导致焊接工作无法正常完成。此外高熔点的材料在凝固时会出现收缩现象，导致焊接部位受压力的影响出现裂缝，导致焊接失败。
（二）导热率、比热容影响焊接质量
在一般情况下，相同性质的金属材料的比热容以及导热率都比较高，在实际焊接过程中，焊接人员可以有效的控制焊接温度、手法等因素，保证焊接质量，但是在异种材料的焊接过程中，由于比热容与导热率存在较大差异，这也使得在对异种金属材料进行焊接时，会出现出热不平衡的现象，无法有效保证焊接过程金属熔化的均匀性，进而有焊接裂缝等相关缺陷问题出现。除此之外，由于受热差异进而导致焊接材料的两侧结晶结构有变化出现，这也使材料的物理性质发生改变。比热容较高的金属材料在进行焊接时受热更快，并且冷却速度也很快，在焊接后有时会出现脆硬现象，而比热容较低的金属材料由于受热均匀性一般，焊接部位不能与比热容较高的材料形成有效连接，影响焊接质量。可以有效利用药芯焊条来实现异种金属材料的有效过度，但是对配比要求比较严格[2]。
（三）线膨胀系数影响焊接难度
线膨胀系数指的是金属材料的膨胀以及收缩程度，分为某一温度点的线膨胀系数以及某一温度区间的平均线膨胀系数，并且异种金属材料之间的线膨胀系数差异性较大。因此在焊接异种金属材料时，由于不同材料的线膨胀系数存在较大差异，进而有收缩现象出现，其冷却时间也有所不同，增大了焊接过程的应力变化，容易有焊接裂缝等相关缺陷问题出现。根据焊接工作的实际流程来看，线膨胀系数差异性较大的异种金属焊接工作往往难度较大，不仅对焊接人员的专业水平有较高要求，还会由于焊接过程中的热应力问题出现焊接裂缝，影响焊接质量。此外线膨胀系数差异性较大的异种金属焊接过程中还会出现焊接接头与母体脱落的情况，影响焊接安全。在一般情况下可以在焊丝材料中添加合金元素，在焊接过程中实现线膨胀系数的有效过度，进而避免影响焊接质量，但同时利用合金元素处理焊丝的操作过程较为复杂。
（四）磁场影响焊接融化量
在一般情况下，焊接材料的磁场作用并不影响焊接质量，但是在进行异种金属材料焊接时，由于磁场不同，进而有电子束与金属固定轴线偏离，以及电弧偏吹等现象出现，导致电流会偏离金属磁体的另外一侧，增大了焊接的金属熔化量而当金属熔化程度有所加剧时，或者由于无法融合较弱磁性的金属材料，最终会导致焊接裂缝等问题出现。当金属材料的磁场不同时，工作人员一般会采用不同的焊接方法来应对磁场不同引发的焊接融化量问题，例如电子束、直流电弧等，通过电流的有效作用来降低磁场不同带来的影响。此外还可以利用三种或三种以上的不同金属材料进行组合，来消除磁场影响，但需要更细致的焊接操作。
（五）相容性问题影响材料性质
异种金属材料在进行焊接时，有时在固态条件下也能够相互溶解，并以全新的形态出现，这种形态的金属材料被称为有限固溶体，一旦其中的溶质金属出现饱和，两种固溶体的金属会形成相关的化合物，化合物的物理性质往往不符合具体的生产要求，物理性质往往表现为坚硬和易脆，可以将这种物理特性称之为脆性相。如果异种金属会有金属化合物产生，则无法开展焊接工作。当固溶体焊接裂缝当中存在金属间化合物时，将会降低焊接接头的韧性和可塑性，极大地影响焊接质量，其影响程度与金属间化合物的数量类型、分布状况以及形态等有关。因此在焊接具有这种特殊情况的金属时需要挑选与两种金属均具有相容性的其他物理性质金属，将其作为过渡层来开展焊接工作，例如钢铁与镁的焊接利用纯镍焊条作为过渡。
结论：综上所述，异种金属材料在实际焊接过程中会由于自身物理性质具有差异性而出现焊接缺陷或不能焊接的现象，其中影响程度较大的物理性质有熔点、比热容、导热率、线膨胀系数、磁场以及相容性，因此需要具体分析不同物理性质下的焊接影响情况，来选择合适焊接工艺来保证焊接效果。
参考文献：
[1]叶钰鑫.探究金属材料物理性能检测技术及现状[J].模具制造,2023,24(02):160-162.
[2]李婷.金属材料焊接接头缺陷形成原因及检验方法研究[J].清洗世界,2023,39(04):65-67.
