不銹鋼（或碳鋼）與鈮組成的焊接結構在生產中之所以能不斷得到應用，是因為鈮是一種化學性質活潑的金屬，具有熱強性、高溫耐蝕性，在1300℃時仍有良好的穩定性。所以不銹鋼（或碳鋼）與鈮的焊接結構可用于核電站和原子反應堆等耐高溫耐腐蝕的裝置中，引起了世界各國焊接工作者的重視。

一、不銹鋼（或(huo)碳鋼）與鈮焊接特點(dian)

  1. 不(bu)銹鋼（或碳鋼）與鈮焊接(jie)(jie)時，由(you)于鈮的(de)(de)化(hua)學性(xing)質(zhi)很(hen)活潑，對進入焊接(jie)(jie)區的(de)(de)雜質(zhi)敏感性(xing)很(hen)強。因(yin)為這些雜質(zhi)能降低金屬的(de)(de)塑性(xing)，增加冷脆(cui)性(xing)，使焊縫容易(yi)產生裂紋。

  2. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）與(yu)鈮焊接時，由于(yu)(yu)鈮的熔(rong)點(dian)高(gao)（熔(rong)點(dian)為2497℃），不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）母材已熔(rong)化，而鈮還(huan)處于(yu)(yu)固態，這(zhe)會造成鋼(gang)(gang)的液(ye)態金屬流失，對鈮與(yu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）的焊接有不(bu)利的影(ying)響。

  3. 不銹鋼（或碳(tan)鋼）與鈮焊(han)接時，鈮容易氧化，所以(yi)對焊(han)接區(qu)的保護和焊(han)接材料的純度要求很高。

  4. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)（或(huo)碳鋼(gang)）與鈮(ni)焊接(jie)時，鈮(ni)具有較(jiao)小的密度和較(jiao)大的熱導率(lv)，所以要求(qiu)采用加(jia)熱集(ji)中的焊接(jie)方法，如氬弧焊、等離(li)子(zi)弧焊以及電(dian)子(zi)束焊。

二、不銹鋼（或(huo)碳鋼）與鈮的(de)焊接工藝

  不(bu)(bu)(bu)銹鋼與鈮主要通過(guo)熔(rong)焊(han)-釬焊(han)的(de)方法進行焊(han)接。利用熔(rong)焊(han)（例如電(dian)子(zi)束焊(han)、氬弧焊(han)等(deng)），使不(bu)(bu)(bu)銹鋼（或碳鋼）一側金(jin)屬熔(rong)化，熔(rong)化的(de)液態金(jin)屬對另一側不(bu)(bu)(bu)熔(rong)化的(de)固態鈮金(jin)屬產(chan)生(sheng)良好的(de)潤濕作用，實現了異種金(jin)屬的(de)連接。

 1. 不銹鋼(gang)與鈮的(de)氬弧焊(han)

  實際生(sheng)產(chan)中鈮常與不銹鋼進行連接，為了(le)獲(huo)得良(liang)(liang)好的異(yi)種材料焊(han)接接頭(tou)，使焊(han)縫金(jin)(jin)屬中不產(chan)生(sheng)金(jin)(jin)屬間化(hua)合(he)物相(xiang)，讓界面間產(chan)生(sheng)良(liang)(liang)好的冶金(jin)(jin)結(jie)合(he)，可采(cai)用氬弧(hu)焊(han)。

  鈮與不銹(xiu)鋼(gang)氬弧焊時(shi)的接頭形(xing)(xing)式如圖5-42所示(shi)。當焊件厚(hou)度(du)為0.3～0.5mm時(shi)，可(ke)(ke)采用彎(wan)邊搭接的形(xing)(xing)式，如圖5-43a所示(shi)；當焊件厚(hou)度(du)為0.5～1.0mm時(shi)，可(ke)(ke)采用熔化的嵌入，如圖5-43b所示(shi)。

  焊前對鈮表面要采用60％HNO＋40％HF（質量分數）溶液清洗，除去油污和氧化60% HNO₃+40%HI膜。施焊時，電弧要偏向不銹鋼一側，偏離鈮母材一定空隙，當電弧指向不銹鋼一側時，不銹鋼熔化，而鈮一側被加熱，只有表面少許熔化。此時不銹鋼液體對鈮表面產生潤濕過程而形成釬焊的冶金連接。焊后分析表明，焊接時，鈮被加熱到1700℃，并保溫1～1.5s，不銹鋼液體對鈮產生了潤濕，形成了良好的釬焊接頭。在界面沒有金屬間化合物相，熱影響區也沒有產生過熱組織和晶粒長大的現象。

 2. 不銹鋼與鈮(ni)的電(dian)子束焊

  厚度0.3mm的鈮合金板與厚度0.4mm的不銹鋼，利用電子束焊或用鎢極氬弧焊，采用熔焊-釬焊的工藝方法，形成熔焊-釬焊連接，焊縫成形均勻美觀，具有較高的強度和良好的塑性。鈮合金（BH2）與不銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊-釬焊的焊接參數及力學性能見表5-94。

  表5-94 鈮合金（BH2）與不銹(xiu)鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊(han)-釬(han)焊(han)的(de)焊(han)接參數及力學性能(neng)