常有配管设计人员咨询我们：不锈钢和碳钢（低合金钢）是否可以直接焊接 ？首先应该明确，不锈钢和碳钢是可以直接焊接的，但是在管道设计时，需要分具体情况进行分析，才能最终确定。
不锈钢与碳钢管道可能存在异种钢焊接的情况：
①. 由于仪表配管大多管径小，对管道内洁要求高，一些设计单位为了统一装置的仪表配管，材料都采用不锈钢管，不锈钢仪表与碳钢管道可能存在异种钢焊接；
②. 有的特殊伴热管为不锈钢，而蒸汽分配站为碳钢，此时会出现碳钢与不锈钢的连接；
③. 有的设备为不锈钢，而压力管道为碳钢，此时会出现碳钢与不锈钢的连接；
④. 有的夹套管芯管用不锈钢、夹套用碳钢，有的夹套芯管用不锈钢、夹套也用不锈钢、热媒管用碳钢，会出现碳钢与不锈钢的连接。
一、一般情况碳钢与不锈钢不直接接触
1. 在GB50235《工业金属管道工程施工规范》规定“不锈钢管道与支架之间应垫入不锈钢或氯离子含量不超过50x10-6的非金属垫片”，原因是不锈钢和碳钢直接接触会发生电化学腐蚀，在储存、运输、加工和安装时，一定要严格分开。
2. 不锈钢的金相组织和表面钝化膜，使得它在一般情况下较难与介质发生化学反应而被腐蚀，但并不是在任何条件下都不能被腐蚀。在腐蚀介质和诱因（如划伤、飞溅、割渣等）存在的条件下，不锈钢也能与腐蚀介质发生缓慢的化学和电化学反应被腐蚀，而且在一定条件下的腐蚀速度相当快而产生锈蚀现象，尤其是点蚀和缝隙腐蚀。不锈钢件的腐蚀机理主要为电化学腐蚀。当不锈钢与碳钢直接接触会产生腐蚀。
3. 不锈钢与碳钢直接接触腐蚀分析。铬-镍不锈钢是现今运用最为广泛的不锈钢，国内牌号06Cr19Ni10，国际常用牌号304，不锈钢因为含有18％以上的铬以及8％以上的镍含量，从而具有良好的耐腐蚀和成型的综合性能。
碳钢材料含碳量的多少直接关系到碳素钢材料性能，随着含碳量增加，钢的硬度、强度随之提升，钢材的塑性、可焊性能降低。同时碳钢中锰元素、硅元素、镍元素、硫元素也对碳钢材性能影响。
电偶腐蚀，是由两种不同电位金属接触，从而引起电位低的金属发生腐蚀的异种金属接触腐蚀。当不锈钢材料与碳钢材料混合储存时，不锈钢含有镍、铬金属元素而活泼性降低，电极电位便高于普通碳钢为阴极、碳钢为阳极。在潮湿的空气中水汽不可避免地溶入二氧化碳而形成酸性的电解质，从而形成电偶反应，碳素体中的铁元素失去电子，形成正二价铁离子，得到电子的铁元素变成三氧化二铁，电流就会如此通过高位电极（阳极）金属流入低位电极（阴极），至此金属化学能以电能的形式损失，阴极金属因受到保护而腐蚀减慢，阳极以电子损失而更快地腐蚀。
当不锈钢与碳钢直接接触时，随着时间的推移，碳钢的腐蚀不断地钝化，碳钢腐蚀的产物对碳钢起到了一定性的保护作用，从而减缓了碳钢的腐蚀速率。但是不锈钢的腐蚀随着时间的推移，材料表面的钝化保护膜不断地损失，且不锈钢因为前期腐蚀速率极小，腐蚀产物较少，难以对不锈钢材料起到保护作用，最终是不锈钢材料随着时间的推移其腐蚀的速率不断地加大。综合上述，不锈钢与碳钢的接触腐蚀为前期碳钢材料腐蚀速率较快，但是随着时间的推移碳钢腐蚀速率减低，而不锈钢的腐蚀速率不断地加大。
二、不锈钢与碳钢的异种钢焊接
根据GB 50236《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》、SH/T 3526《石油化工异种钢焊接规程》等规范的要求，进行不锈钢与碳钢异种钢焊接。但是，不锈钢与碳钢的异种钢焊接容易出现以下问题。
1. 熔点差异
不锈钢和碳钢材料熔点不一样，当焊接过程中，两种金属熔点相差较大时，就可能出现焊接性能降低，熔点较低的金属会产生金属流失，还有可能是蒸发和合金元素的大量烧损，这样就会产生很多实际操作问题。
2. 热导率和比热容差异
金属的热导率和比热容是影响焊接技术重要因素，对被焊接材料的熔化和焊缝的凝固结晶造成影响。不锈钢热导率数值大约是碳钢的三分之一，明显差异很大，这样的差异就会导致两种金属物质熔化时间不同步，金属结合效果也不太好，运行过程中就会影响焊接过程，最终焊缝性能不良。
3. 线膨胀系数差异
不锈钢和碳钢线膨胀系数是不一样的，这种不同性能就会在焊接连接后促使两种金属冷却后产生不同反应，焊缝收缩量不同，接头处就会出现高应力状态，促使焊缝处或者热影响区域产生裂纹，甚至导致焊缝与金属剥离现象。
4. 电磁性差异
两种金属的电磁性差异不同，就有可能导致焊接连接时出现不稳定现象，不锈钢和碳钢的电磁性就存在很大差异，容易造成焊接电弧偏弧或者电弧燃烧不稳定结果，这样就会出现焊缝处变形变坏。
5. 形成脆性化合物
金属进行焊接后在焊缝处形成新物质，成为金属间化合物，这些物质有些物理属性较脆，就可能对接头处力学性能产生较大影响，甚至会降低焊缝处塑性和韧性。有些金属焊接后，接头处性能良好，但是容易生成其他物质，比如在热影响区的晶界上形成一种贫铬层，这种物质含有碳化物，一旦产生，就会导致在使用过程中产生晶间腐蚀。
三、不锈钢与碳钢的连接
1. 不锈钢与碳钢管道的法兰连接
通过上述综合分析，配管设计时，一般尽量避免异种钢焊接，当遇到工艺参数改变，管道等级变化，不锈钢与碳钢管道需要连接时，一般用法兰连接分界。特别是高温、高压流体管道避免异种钢焊接。
2. 不锈钢与碳钢的焊接连接与工艺措施
当常温、低压流体管道在特殊情况下，必须采用不锈钢和碳钢直接焊接时，需注意焊接完成后最后进行消除应力热处理，并需注意以下焊接工艺措施：
①. 选择焊接材料
不锈钢和碳钢进行焊接，焊口处金属化学成分是由填充金属决定，两种不同金属具有不同焊接属性，从调整焊缝和熔合区组织性能，改变焊接接头应力分布状况，抑制熔和区中碳扩散等方面进行研究，实现结构使用性能最终目标，帮助焊缝金属的成分应力接近其中一种金属成分，一般工业中都是选择奥氏体不锈钢焊条A307。
②. 焊接接头坡口
焊接接头处会出现不同大小坡口，4mm厚度不用开坡口，采取直接焊接方式进行；4～6mm厚度，焊缝处直接进行双面焊接，不需要开坡口；6mm以上就属于大数值，进行开坡口就需要确保焊接熔合区的性能，一般都是开V形或者X形坡口。
③. 焊接操作方法
采用手工弧焊方式。选择比较小的热输入，小的焊接电流，采取比较快的焊接速度，电流和速度要控制在合理范围，不引起失误。采用短弧焊，焊接时电弧要偏向碳钢材料方向，保障两侧金属材料受热均匀一致，确保两边受热一致。
④. 焊后处理和检验。
