不銹鋼可以是許多工程項目的首選鋼材，但是當涉及到重型制造時，完全由不銹鋼制造大型產品的成本可能成本過高。使用成本較低的碳鋼（鐵）制造非必要零件和框架有助于降低大型制造項目的總體成本。例如在高溫或腐蝕區域使用不銹鋼，然后將未指定區域與低碳鋼匹配。將兩種不同金屬連接在一起的準備和計劃需要一個經驗豐富的不銹鋼加工廠來確保正確完成。
奧氏體不銹鋼如304不銹鋼或316不銹鋼可以使用MIG和TIG焊接焊接到普通碳鋼上。在許多情況下，當焊接諸如不銹鋼和普通碳鋼的不同金屬時，優選使用填充材料的諸如MIG焊接的焊接工藝。因為兩者之間的導電性差異使得達到正確的焊接溫度非常困難。當使用電阻焊時，碳鋼通常是預熱的，因為它具有更高的導電性，并且不會像不銹鋼一樣快地加熱。
一、碳鋼（鐵）和不銹鋼的區別
碳鋼和不銹鋼均以碳和鐵的百分比形成，但它們的特性相當明顯。下面，我們概述了每種金屬的優點和缺點。
碳素鋼是最基本的鋼材形式。添加一小部分碳可顯著提高金屬的硬度，但同時也使碳鋼的延展性降低。通常，這種鋼中碳的百分比遠遠高于不銹鋼，并且它在很大程度上決定了金屬的行為方式。任何其他合金元素 - 如錳，鎢或鉻 - 對碳鋼的整體性能影響較小。
話雖這么說，碳鋼仍占當今鋼鐵產量的90％左右。它可用于制造各種產品，如汽車零件，結構梁，刀具，鋼絲和冰箱零件。該合金易受腐蝕，因此需要鍍鋅以供戶外使用。它也不像不銹鋼那樣具有吸引力，具有沉悶，沒有吸引力的表面。總體而言，較高的碳含量會增加金屬的耐久性，熱分布和延展性，但同時也會降低其熔點。
不銹鋼是一種極具吸引力的金屬，具有光澤和反光效果。這是因為合金中鉻的含量很高（超過10.5％），這會改變其外觀并有助于防止腐蝕。與碳鋼不同，不銹鋼具有氧化鉻涂層，可防止生銹和污漬。一些不銹鋼合金甚至耐硫酸或磷酸。
您將在無數應用中找到不銹鋼，包括扶手，餐具，剃須刀片，熱水箱，醫療器械，珠寶等等。不銹鋼在創造裝飾和結構元素方面具有巨大的影響力。然而，不銹鋼比碳鋼和鋁重，具有最低的強度重量比。這使得它不適合航空和其他重量是關鍵因素的行業。
總的來說，不銹鋼的裝飾性和防銹性使其成為許多人的明顯贏家，但碳鋼仍然是制造和建造用途的首選金屬。碳鋼和不銹鋼在焊接的時候需要特別注意熱量，填充材料和接頭設計的細節，以便兩種金屬焊接在一起以實現牢固的粘合。
二、焊接注意事項
1、焊接條件
含有低于0.20％C的碳鋼和合金鋼在焊接到奧氏體不銹鋼時通常不需要任何預熱。碳含量超過0.20％的碳鋼和合金鋼可能需要預熱。材料厚度超過30mm的高約束接頭也應預熱。150℃的溫度通常是足夠的。
與奧氏體不銹鋼相比，碳鋼更容易出現與氫相關的缺陷，因此建議仔細干燥焊接材料。將不銹鋼焊接到鍍鋅鋼板上時，焊接前應去除待焊接區域周圍的鋅涂層。如果存在于焊接熔合區中，則熔融鋅會導致成品焊縫的脆化或降低的耐腐蝕性。
2、環境溫度
盡管標準308型填料可用于將304型不銹鋼連接到碳鋼，但是更高合金的填料，例如309型（2312L至BS EN 12072）是優選的。這應該有助于避免焊接稀釋區中的開裂，如果使用308型（19 9L至BS EN 12072）填料，其中鐵素體水平可能太低并且在冷卻時也可能形成馬氏體。
如果焊接部件用于更高溫度的服務，那么鋼和填料的熱膨脹率的差異可導致熱疲勞開裂。在具有提高的鐵素體水平的這些焊接溫度下的長曝光時間可導致由于σ相形成而導致的脆化。
鎳基填料（Inconel）產生的焊縫熱膨脹率低于不銹鋼填料，因此可能是優選的。
三、焊接風險和缺點
碳和不銹鋼之間焊接時會產生雙金屬腐蝕的風險，不受保護的焊接會受到侵蝕性環境的影響，例如浸入海水中可能會導致對不太貴重的碳鋼部件的犧牲腐蝕。然而，通常需要對碳鋼進行焊后表面涂層進行腐蝕保護修復。如果允許這種重涂/涂漆覆蓋在焊道上，那么只要涂層是合理的，在任何環境中接頭都不應存在雙金屬腐蝕的風險。另外焊接鐵和不銹鋼還有以下缺點：
- 焊接成本增加。 焊接異種金屬會給工藝帶來額外的挑戰。這轉化為勞動力增加，拒絕/錯誤率和成本增加。
- 不銹鋼的熱裂紋。由于它比碳鋼更耐電，因此不銹鋼在電阻焊接中的加熱速度比碳鋼快得多。在等待碳鋼達到焊接溫度的同時，不銹鋼會過熱并且充滿熱裂紋。使用填料焊接或預熱普通鋼可以改善這種情況，但這些方法并不完美。
- 高溫使用條件下的熱膨脹。在焊絲形式中使用異種金屬的另一個問題是熱量的熱膨脹會不同地影響每種金屬。兩種金屬之間的膨脹率的這種差異可能導致焊接接頭的額外疲勞 - 降低了線材的結構完整性和使用壽命。
- 增加雙金屬腐蝕。您通常希望使用不銹鋼的原因之一是其耐腐蝕性強。未暴露的普通和不銹鋼焊接暴露在極端腐蝕條件下，例如浸入鹽水中，可能會導致腐蝕。這是因為普通鋼顆粒與不銹鋼合金的混合會損害不銹鋼的保護性氧化層，從而形成銹蝕。
- 降低焊接強度。連接異種金屬的問題在于，即使采用基于填料的焊接方法，也會導致焊縫變弱。僅焊接溫度和操作公差的差異很容易損害焊接接頭的強度。
四、焊條的選擇
不銹鋼和鐵焊接應當用牌號為A302或者A307的不銹鋼焊條（即E309型），因為這二者是異種鋼的焊接，更要控制焊縫中母材金屬的比例，即熔合比。其目的是減少焊縫裂紋。熔合比過大焊縫過分稀釋，可使焊縫中奧氏體成份不足，導致出現馬氏體組織，使接頭脆性產生裂紋。
201不銹鋼（奧氏體）與低碳鋼相焊，若采用常用的A102、A132不銹鋼焊條施焊，焊縫金屬中不可避免地要產生馬氏體組織，導致焊縫產生裂紋，用E309型焊條施焊，母材金屬的熔合比要控制在30%以內，就能獲得理想的奧氏體+鐵素體雙相組織。可以避免焊縫裂紋。減小焊縫熔合比除了正確選擇焊條外，還要合理地控制焊接工藝參數，如采用小電流、快速焊、運條不作橫向擺動等。A302或者A307的不銹鋼焊條均未采用直流焊機，直流反接，電弧穩定，飛濺少。
