兩種牌號不同的鋼之間的焊接稱之為異種鋼焊接，目前隨著中國工業步伐的不斷加快，在機械電力石油化工等行業中，異種鋼焊接結構被越來越多的廣泛使用。使用異種鋼焊接結構，能合理的使用材料，充分發揮每一種材料的特性。不但可以節約大量的高合金鋼，減輕裝置的重量，降低成本而且能提高結構的工作效能。因此使用異種鋼焊接結構，具有很大的經濟意義和技術價值。
異種鋼焊接接頭中應用最廣泛的是奧氏體 /珠光體、鐵素體異種鋼接頭即奧氏體類不鏽鋼與珠光體類鋼（碳素鋼、Cr-Mo耐熱鋼、低合金高強鋼）、鐵素體鋼（高鉻鋼）之間的焊接，或採用奧氏體型填充材料焊接或堆焊珠光體綱和鐵素體鋼。對於異種鋼焊接接頭可分為兩種情況，第一類為同類異種鋼組成的接頭，這類接頭的兩側母材雖然化學成分不同，但都屬於鐵素體類鋼或都屬於奧氏體類鋼；第二類接頭為異類異種鋼組成，即接頭兩側的母材不屬於同一類鋼，例如一側為鐵素體類鋼，另一側為奧氏體類鋼(如奧氏體不鏽鋼)。對於母材都屬於鐵素體類鋼，其焊縫採用奧氏體不鏽鋼焊條或鎳基焊條焊接的接頭，也屬於第二類接頭。
一、異種鋼焊接易產生的問題
異種鋼焊接接頭的焊縫金屬成分、組織、效能明顯不同於母材。所以，在焊接過程中以及接頭進行焊後熱處理時，或在低溫高溫腐蝕介質等條件下執行時會發生許多不同於同種鋼焊接接頭的特殊問題。這些問題主要集中在以下幾個方面：
（一）接頭中存在著化學成分的不均勻性。
異種鋼焊接接頭的化學成分不均勻性及由此而導致的組織和力學效能不均勻性問題極為突出。由於異種鋼焊縫金屬成分是由填充金屬成分、母材金屬成分及其融合比所確定的。不僅焊縫與母材的成分往往不同，就連焊縫本身的成分也是不均勻的，這主要是由於焊接時稀釋率的存在所造成的。這種化學成分的不均勻性對接頭的整體效能影響較大。譬如珠光體剛和奧氏體鋼焊接時，通常是使用含高鉻、鎳的奧氏體鋼或鎳基合金等作填充金屬。熔焊時母材的熔入，使填充金屬受到稀釋，經熔池的攪拌後形成的焊縫金屬成分大體是均勻的，但是過度稀釋的焊縫金屬就會在焊縫底部靠近母材邊緣出現馬氏體脆性組織。
(二)接頭熔合區組織和效能的不穩定性。
在母材與焊縫金屬之間的熔合區由於存在著明顯的宏觀化學成分不均勻性，因此就引起組織極大的不均勻性，給接頭的物理化學效能、力學效能帶來很大影響。焊接或焊後熱處理或在高溫下長期執行時發生元素的遷移尤其是碳元素的遷移。通常是在焊縫底部形成增碳層，在母材一側形成脫碳層。脫碳層會使焊接接頭在高溫下長期工作時稱為蠕變斷裂最危險區域。比如用奧氏體不鏽鋼焊條焊接低合金鋼與奧氏體不鏽鋼之間的異種鋼接頭，在熔合區就存在著“碳遷移”現象，使熔合區靠焊縫一側形成增碳層，而低合金鋼一側形成脫碳層，在此區域內硬度變化劇烈，同時力學效能下降，甚至引起開裂。
（三）焊後熱處理是較難處理的問題。
異種鋼接頭的焊後熱處理是一個比較難處置的問題，如果處置不當，會嚴重損壞異種鋼接頭的力學效能，甚至造成開裂。由於焊縫和母材的線脹係數不同在焊縫和母材之間產生很大的焊接殘餘應力。這一殘餘應力不能透過焊後熱處理來消除。熱處理後形成的回火殘餘應力比處理前的焊接殘餘應力還要大。對於同類異種鋼接頭，一側母材強度較低，要求的焊後熱處理溫度也較低，而另一側母材強度及合金元素含量較高，要求的焊後熱處理溫度較高，此時如果PWHT溫度選擇不當，會使強度低的一側母材強度下降過度。
二、 異種鋼焊接工藝措施
（一） 焊材選擇 。
正確地選用焊材是焊接異種鋼的關鍵，焊接接頭的質量和使用效能與所選用的焊材密切相關。 異種鋼接頭的焊縫和熔合區，由於合金元素被稀釋及碳的遷移等原因存在一個過渡區，過渡區中不但化學成分、金相組織不均勻，而且物理效能、力學效能等通常也有很大差異，可能會引起焊接缺陷(如裂紋等)或嚴重降低效能。為此必須按照母材的成分、效能、接頭形式和使用要求等來正確選用焊材。即在接頭區域不能出現熱裂紋、冷裂紋及其它超標的焊接缺陷，保證焊縫金屬具有所有要求的綜合性能。因此焊材選用的基本原則有以下幾點：
1、在焊接接頭不產生裂紋等缺陷的前提下，若焊縫金屬的強度和塑性不能兼顧時，則應選用塑性和韌性較好的焊材。
2、焊縫金屬效能只需要符合兩種母材中的一種，即可認為滿足使用技術要求。一般情況下，選用焊材使焊縫金屬的力學效能及其他效能不低於母材中效能較低一側的指標，即認為滿足了技術要求。但在某些情況下還應從焊接工藝效能(如抗裂性等)方面來考慮。
3 、結構鋼的異種鋼號焊接時，對相同強度等級的結構鋼焊條，一般應選用抗裂效能好的低氫焊條。對於金相組織差別比較大的異種鋼接頭，如珠光體－奧氏體異種鋼接頭，則必須充分考慮填充金屬受到稀釋後焊接接頭效能仍然得到保障。
4、在滿足效能要求的條件下，選用工藝效能好、價低、易得的焊材。
5、 對於異類異種鋼接頭，一般均選用高鉻鎳奧氏體不鏽鋼焊條或鎳基合金焊條。對於工作條件苛刻的重要接頭，首推選用鎳基合金焊條，因為雖然它價格較貴，但可以減少或避免碳遷移，且其焊縫金屬的線膨脹係數介於鐵素體鋼和奧氏體鋼之間，對接頭的組織及力學效能都有好處。
（二）減少焊縫稀釋率控制熔合比。
異種鋼焊接前，坡口角度的設計應有助於焊縫稀釋率的減少，應避免在某些焊縫中產生應力集中。焊接引數的選擇應以減少母材金屬熔化和提高焊縫的堆積量為主要原則。對於異類異種鋼接頭，在選擇焊接規範時，因設法降低熔合比。為此，應選擇小直徑焊條或焊絲，儘量選用小電流快速焊。
（三）焊接預熱要求和焊後熱處理溫度的確定。 1、異種鋼焊前的預熱主要是為了降低焊接接頭的淬火裂紋傾向當被焊的異種鋼中有淬硬鋼時則必須預熱，具體的預熱溫度應根據焊接性差的鋼種來選擇。同類異種鋼預熱溫度的確定，一般按預熱要求高的一側來確定焊接預熱溫度，但對於異類異種鋼接頭，可以適當降低預熱溫度，必要時經試驗後確定。 2、焊後熱處理。對於異種鋼焊接接頭進行焊後熱處理的目的是提高接頭淬硬區的塑性及減少焊接應力。一般是當母材的金相組織相同且焊縫金屬的金相組織也基本相同可以按照熱處理溫度要求高的一側母材來選定異種鋼接頭的PWHT溫度，但當金相組織不同時若按上述原則進行熱處理就有可能使接頭區域性應力升高而產生裂紋。異種鋼焊後熱處理是一個比較複雜的問題，因此焊後的熱處理規範選擇一定要事先做焊接工藝評定，以防使強度低的一側母材強度嚴重下降，出現強度不合格。
（四）、 採用預堆邊焊的方法進行焊接 。
有時為了解決異種鋼接頭預熱和焊後熱處理難的問題，往往採用預堆邊焊的方法進行焊接。其工藝順序為：在需要熱處理的一側母材坡口先預堆邊焊1 ~2層與焊縫同種鋼的焊條→此側進行PWHT→冷態焊接整個焊縫，然後接頭不再進行PWHT。 這種做法，可減少熔合區成分不均勻所帶來的一些問題，也給接頭的熱處理帶來方便，但切記此時預堆邊焊層的厚度一定要保證大於或等於4mm，以起到隔離層的作用。
異種鋼接頭工作條件的特殊化，決定了異種鋼焊接的複雜性，如果能夠嚴格按照上述工藝措施進行施焊一定能獲得良好的焊接接頭。但施工時也必須根據現場實際情況採用合理的焊接材料、焊接方法和焊接工藝等，方能滿足使用要求
兩種牌號不同的鋼之間的焊接稱之為異種鋼焊接，目前隨著中國工業步伐的不斷加快，在機械電力石油化工等行業中，異種鋼焊接結構被越來越多的廣泛使用。使用異種鋼焊接結構，能合理的使用材料，充分發揮每一種材料的特性。不但可以節約大量的高合金鋼，減輕裝置的重量，降低成本而且能提高結構的工作效能。因此使用異種鋼焊接結構，具有很大的經濟意義和技術價值。
異種鋼焊接接頭中應用最廣泛的是奧氏體 /珠光體、鐵素體異種鋼接頭即奧氏體類不鏽鋼與珠光體類鋼（碳素鋼、Cr-Mo耐熱鋼、低合金高強鋼）、鐵素體鋼（高鉻鋼）之間的焊接，或採用奧氏體型填充材料焊接或堆焊珠光體綱和鐵素體鋼。對於異種鋼焊接接頭可分為兩種情況，第一類為同類異種鋼組成的接頭，這類接頭的兩側母材雖然化學成分不同，但都屬於鐵素體類鋼或都屬於奧氏體類鋼；第二類接頭為異類異種鋼組成，即接頭兩側的母材不屬於同一類鋼，例如一側為鐵素體類鋼，另一側為奧氏體類鋼(如奧氏體不鏽鋼)。對於母材都屬於鐵素體類鋼，其焊縫採用奧氏體不鏽鋼焊條或鎳基焊條焊接的接頭，也屬於第二類接頭。
一、異種鋼焊接易產生的問題
異種鋼焊接接頭的焊縫金屬成分、組織、效能明顯不同於母材。所以，在焊接過程中以及接頭進行焊後熱處理時，或在低溫高溫腐蝕介質等條件下執行時會發生許多不同於同種鋼焊接接頭的特殊問題。這些問題主要集中在以下幾個方面：
（一）接頭中存在著化學成分的不均勻性。
異種鋼焊接接頭的化學成分不均勻性及由此而導致的組織和力學效能不均勻性問題極為突出。由於異種鋼焊縫金屬成分是由填充金屬成分、母材金屬成分及其融合比所確定的。不僅焊縫與母材的成分往往不同，就連焊縫本身的成分也是不均勻的，這主要是由於焊接時稀釋率的存在所造成的。這種化學成分的不均勻性對接頭的整體效能影響較大。譬如珠光體剛和奧氏體鋼焊接時，通常是使用含高鉻、鎳的奧氏體鋼或鎳基合金等作填充金屬。熔焊時母材的熔入，使填充金屬受到稀釋，經熔池的攪拌後形成的焊縫金屬成分大體是均勻的，但是過度稀釋的焊縫金屬就會在焊縫底部靠近母材邊緣出現馬氏體脆性組織。
(二)接頭熔合區組織和效能的不穩定性。
在母材與焊縫金屬之間的熔合區由於存在著明顯的宏觀化學成分不均勻性，因此就引起組織極大的不均勻性，給接頭的物理化學效能、力學效能帶來很大影響。焊接或焊後熱處理或在高溫下長期執行時發生元素的遷移尤其是碳元素的遷移。通常是在焊縫底部形成增碳層，在母材一側形成脫碳層。脫碳層會使焊接接頭在高溫下長期工作時稱為蠕變斷裂最危險區域。比如用奧氏體不鏽鋼焊條焊接低合金鋼與奧氏體不鏽鋼之間的異種鋼接頭，在熔合區就存在著“碳遷移”現象，使熔合區靠焊縫一側形成增碳層，而低合金鋼一側形成脫碳層，在此區域內硬度變化劇烈，同時力學效能下降，甚至引起開裂。
（三）焊後熱處理是較難處理的問題。
異種鋼接頭的焊後熱處理是一個比較難處置的問題，如果處置不當，會嚴重損壞異種鋼接頭的力學效能，甚至造成開裂。由於焊縫和母材的線脹係數不同在焊縫和母材之間產生很大的焊接殘餘應力。這一殘餘應力不能透過焊後熱處理來消除。熱處理後形成的回火殘餘應力比處理前的焊接殘餘應力還要大。對於同類異種鋼接頭，一側母材強度較低，要求的焊後熱處理溫度也較低，而另一側母材強度及合金元素含量較高，要求的焊後熱處理溫度較高，此時如果PWHT溫度選擇不當，會使強度低的一側母材強度下降過度。
二、 異種鋼焊接工藝措施
（一） 焊材選擇 。
正確地選用焊材是焊接異種鋼的關鍵，焊接接頭的質量和使用效能與所選用的焊材密切相關。 異種鋼接頭的焊縫和熔合區，由於合金元素被稀釋及碳的遷移等原因存在一個過渡區，過渡區中不但化學成分、金相組織不均勻，而且物理效能、力學效能等通常也有很大差異，可能會引起焊接缺陷(如裂紋等)或嚴重降低效能。為此必須按照母材的成分、效能、接頭形式和使用要求等來正確選用焊材。即在接頭區域不能出現熱裂紋、冷裂紋及其它超標的焊接缺陷，保證焊縫金屬具有所有要求的綜合性能。因此焊材選用的基本原則有以下幾點：
1、在焊接接頭不產生裂紋等缺陷的前提下，若焊縫金屬的強度和塑性不能兼顧時，則應選用塑性和韌性較好的焊材。
2、焊縫金屬效能只需要符合兩種母材中的一種，即可認為滿足使用技術要求。一般情況下，選用焊材使焊縫金屬的力學效能及其他效能不低於母材中效能較低一側的指標，即認為滿足了技術要求。但在某些情況下還應從焊接工藝效能(如抗裂性等)方面來考慮。
3 、結構鋼的異種鋼號焊接時，對相同強度等級的結構鋼焊條，一般應選用抗裂效能好的低氫焊條。對於金相組織差別比較大的異種鋼接頭，如珠光體－奧氏體異種鋼接頭，則必須充分考慮填充金屬受到稀釋後焊接接頭效能仍然得到保障。
4、在滿足效能要求的條件下，選用工藝效能好、價低、易得的焊材。
5、 對於異類異種鋼接頭，一般均選用高鉻鎳奧氏體不鏽鋼焊條或鎳基合金焊條。對於工作條件苛刻的重要接頭，首推選用鎳基合金焊條，因為雖然它價格較貴，但可以減少或避免碳遷移，且其焊縫金屬的線膨脹係數介於鐵素體鋼和奧氏體鋼之間，對接頭的組織及力學效能都有好處。
（二）減少焊縫稀釋率控制熔合比。
異種鋼焊接前，坡口角度的設計應有助於焊縫稀釋率的減少，應避免在某些焊縫中產生應力集中。焊接引數的選擇應以減少母材金屬熔化和提高焊縫的堆積量為主要原則。對於異類異種鋼接頭，在選擇焊接規範時，因設法降低熔合比。為此，應選擇小直徑焊條或焊絲，儘量選用小電流快速焊。
（三）焊接預熱要求和焊後熱處理溫度的確定。 1、異種鋼焊前的預熱主要是為了降低焊接接頭的淬火裂紋傾向當被焊的異種鋼中有淬硬鋼時則必須預熱，具體的預熱溫度應根據焊接性差的鋼種來選擇。同類異種鋼預熱溫度的確定，一般按預熱要求高的一側來確定焊接預熱溫度，但對於異類異種鋼接頭，可以適當降低預熱溫度，必要時經試驗後確定。 2、焊後熱處理。對於異種鋼焊接接頭進行焊後熱處理的目的是提高接頭淬硬區的塑性及減少焊接應力。一般是當母材的金相組織相同且焊縫金屬的金相組織也基本相同可以按照熱處理溫度要求高的一側母材來選定異種鋼接頭的PWHT溫度，但當金相組織不同時若按上述原則進行熱處理就有可能使接頭區域性應力升高而產生裂紋。異種鋼焊後熱處理是一個比較複雜的問題，因此焊後的熱處理規範選擇一定要事先做焊接工藝評定，以防使強度低的一側母材強度嚴重下降，出現強度不合格。
（四）、 採用預堆邊焊的方法進行焊接 。
有時為了解決異種鋼接頭預熱和焊後熱處理難的問題，往往採用預堆邊焊的方法進行焊接。其工藝順序為：在需要熱處理的一側母材坡口先預堆邊焊1 ~2層與焊縫同種鋼的焊條→此側進行PWHT→冷態焊接整個焊縫，然後接頭不再進行PWHT。 這種做法，可減少熔合區成分不均勻所帶來的一些問題，也給接頭的熱處理帶來方便，但切記此時預堆邊焊層的厚度一定要保證大於或等於4mm，以起到隔離層的作用。
異種鋼接頭工作條件的特殊化，決定了異種鋼焊接的複雜性，如果能夠嚴格按照上述工藝措施進行施焊一定能獲得良好的焊接接頭。但施工時也必須根據現場實際情況採用合理的焊接材料、焊接方法和焊接工藝等，方能滿足使用要求