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(xiu)鋼（或碳鋼）與(yu)鈮焊接特點

  1. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊(han)(han)接時，由于(yu)鈮的化學性(xing)(xing)質很活潑，對進(jin)入焊(han)(han)接區(qu)的雜質敏感性(xing)(xing)很強。因為這些雜質能降(jiang)低金(jin)屬的塑(su)性(xing)(xing)，增加冷脆性(xing)(xing)，使焊(han)(han)縫容易產生裂紋。

  2. 不銹鋼（或碳(tan)(tan)鋼）與(yu)鈮焊接(jie)時，由于(yu)鈮的(de)熔(rong)(rong)點高（熔(rong)(rong)點為2497℃），不銹鋼（或碳(tan)(tan)鋼）母材已(yi)熔(rong)(rong)化，而鈮還處于(yu)固態，這(zhe)會(hui)造成(cheng)鋼的(de)液態金屬流(liu)失，對鈮與(yu)不銹鋼（或碳(tan)(tan)鋼）的(de)焊接(jie)有不利的(de)影(ying)響。

  3. 不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊接時，鈮容易氧化，所以對焊接區的保護和(he)焊接材料的純度要求很高。

  4. 不(bu)銹鋼（或碳鋼）與鈮焊接時，鈮具有(you)較小的密度和較大的熱導率，所以要求采用加熱集中(zhong)的焊接方(fang)法(fa)，如(ru)氬弧焊、等離(li)子弧焊以及電子束焊。

二、不銹(xiu)鋼（或碳(tan)鋼）與鈮的焊接工藝(yi)

  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與鈮主要通(tong)過熔(rong)(rong)焊(han)-釬焊(han)的(de)方法進(jin)行焊(han)接。利用(yong)熔(rong)(rong)焊(han)（例(li)如電子(zi)束焊(han)、氬(ya)弧焊(han)等(deng)），使不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）一(yi)側金(jin)屬熔(rong)(rong)化，熔(rong)(rong)化的(de)液態金(jin)屬對另一(yi)側不(bu)(bu)熔(rong)(rong)化的(de)固態鈮金(jin)屬產生良好的(de)潤濕作用(yong)，實現了異種(zhong)金(jin)屬的(de)連接。

 1. 不銹(xiu)鋼與鈮的氬弧焊(han)

  實際(ji)生(sheng)產中鈮常與不(bu)銹鋼(gang)進行(xing)連接(jie)，為了獲得良好(hao)的(de)異種材料(liao)焊(han)接(jie)接(jie)頭，使焊(han)縫金屬中不(bu)產生(sheng)金屬間化(hua)合物相，讓界面間產生(sheng)良好(hao)的(de)冶金結合，可采用氬弧焊(han)。

  鈮與不銹鋼氬弧(hu)焊時(shi)的(de)接頭(tou)形(xing)式(shi)如圖5-42所示。當(dang)焊件厚度為(wei)0.3～0.5mm時(shi)，可(ke)采用(yong)彎(wan)邊(bian)搭接的(de)形(xing)式(shi)，如圖5-43a所示；當(dang)焊件厚度為(wei)0.5～1.0mm時(shi)，可(ke)采用(yong)熔化的(de)嵌入，如圖5-43b所示。

  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(yu)鈮的(de)電(dian)子束焊(han)

  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(yu)不銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊-釬焊的焊接參數及力學性能(neng)