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(yu)鈮焊(han)接特(te)點(dian)

  1. 不銹鋼（或碳鋼）與(yu)鈮焊接時，由于鈮的化(hua)學性(xing)(xing)(xing)質很(hen)活潑，對(dui)進入(ru)焊接區的雜質敏感性(xing)(xing)(xing)很(hen)強(qiang)。因(yin)為這(zhe)些(xie)雜質能降(jiang)低金屬的塑性(xing)(xing)(xing)，增(zeng)加冷脆(cui)性(xing)(xing)(xing)，使焊縫容易(yi)產(chan)生裂紋(wen)。

  2. 不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與(yu)鈮(ni)焊接時，由于鈮(ni)的(de)熔(rong)點(dian)高（熔(rong)點(dian)為2497℃），不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）母材已(yi)熔(rong)化，而鈮(ni)還處于固態，這(zhe)會造成鋼(gang)的(de)液態金屬(shu)流失，對(dui)鈮(ni)與(yu)不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）的(de)焊接有不利(li)的(de)影(ying)響。

  3. 不銹鋼(gang)（或(huo)碳(tan)鋼(gang)）與鈮(ni)焊接時(shi)，鈮(ni)容易氧化(hua)，所以(yi)對焊接區的保(bao)護和焊接材料的純(chun)度要求很高。

  4. 不銹(xiu)鋼（或(huo)碳鋼）與鈮焊(han)接時，鈮具有較(jiao)小的密(mi)度和(he)較(jiao)大的熱導率(lv)，所以要求采用加熱集中的焊(han)接方(fang)法，如氬弧焊(han)、等離(li)子弧焊(han)以及電子束焊(han)。

二、不銹(xiu)鋼（或碳鋼）與鈮的焊接(jie)工藝

  不(bu)(bu)銹鋼(gang)與鈮(ni)主要通過熔焊(han)-釬焊(han)的方法進(jin)行焊(han)接(jie)。利用熔焊(han)（例(li)如電子束焊(han)、氬弧(hu)焊(han)等），使不(bu)(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）一(yi)側金屬(shu)熔化，熔化的液(ye)態金屬(shu)對另(ling)一(yi)側不(bu)(bu)熔化的固態鈮(ni)金屬(shu)產生(sheng)良(liang)好的潤濕作用，實現了異種金屬(shu)的連接(jie)。

 1. 不(bu)銹(xiu)鋼與(yu)鈮(ni)的氬(ya)弧焊(han)

  實際(ji)生(sheng)產(chan)中鈮常與不(bu)銹鋼進(jin)行連接(jie)，為了獲得良好的異種(zhong)材(cai)料焊接(jie)接(jie)頭，使(shi)焊縫金(jin)屬中不(bu)產(chan)生(sheng)金(jin)屬間化合(he)(he)物(wu)相(xiang)，讓界(jie)面(mian)間產(chan)生(sheng)良好的冶金(jin)結合(he)(he)，可采用氬弧焊。

  鈮與(yu)不銹鋼氬弧焊(han)時(shi)的接頭形式(shi)如(ru)圖5-42所(suo)示(shi)。當焊(han)件厚度(du)為0.3～0.5mm時(shi)，可采用(yong)彎邊搭接的形式(shi)，如(ru)圖5-43a所(suo)示(shi)；當焊(han)件厚度(du)為0.5～1.0mm時(shi)，可采用(yong)熔化的嵌入，如(ru)圖5-43b所(suo)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. 不銹鋼與鈮的電子(zi)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(jin)（BH2）與不(bu)銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊(han)-釬焊(han)的焊(han)接參數及力學性能