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(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊接特(te)點

  1. 不銹(xiu)鋼（或(huo)碳鋼）與(yu)鈮(ni)焊(han)接時，由于鈮(ni)的化學性質很活潑，對進入焊(han)接區(qu)的雜質敏感性很強。因為(wei)這些雜質能(neng)降低金屬的塑(su)性，增加冷脆性，使焊(han)縫容易產(chan)生(sheng)裂(lie)紋。

  2. 不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)（或(huo)碳鋼(gang)(gang)）與(yu)鈮(ni)(ni)(ni)焊接時，由于(yu)鈮(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)高（熔(rong)點(dian)為2497℃），不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)（或(huo)碳鋼(gang)(gang)）母材已熔(rong)化，而鈮(ni)(ni)(ni)還(huan)處于(yu)固(gu)態(tai)，這會造成(cheng)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)液態(tai)金屬流失，對鈮(ni)(ni)(ni)與(yu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)（或(huo)碳鋼(gang)(gang)）的(de)(de)(de)(de)焊接有不(bu)利的(de)(de)(de)(de)影響。

  3. 不(bu)銹鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與鈮焊接(jie)(jie)時，鈮容易(yi)氧(yang)化(hua)，所以對焊接(jie)(jie)區(qu)的保護和焊接(jie)(jie)材料的純度要求很高(gao)。

  4. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮(ni)焊(han)(han)接時，鈮(ni)具有較小的(de)密度(du)和較大(da)的(de)熱導率，所以要(yao)求采用加熱集中的(de)焊(han)(han)接方(fang)法，如(ru)氬弧(hu)焊(han)(han)、等(deng)離子弧(hu)焊(han)(han)以及電子束焊(han)(han)。

二、不銹鋼(gang)(gang)（或碳(tan)鋼(gang)(gang)）與鈮的(de)焊(han)接工(gong)藝

  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)與(yu)鈮主要通(tong)過熔(rong)(rong)焊-釬焊的(de)方法(fa)進行焊接。利用(yong)熔(rong)(rong)焊（例如電子(zi)束焊、氬弧焊等(deng)），使不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)(gang)）一側金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)(rong)化，熔(rong)(rong)化的(de)液態金(jin)(jin)屬(shu)(shu)對另一側不(bu)(bu)熔(rong)(rong)化的(de)固態鈮金(jin)(jin)屬(shu)(shu)產(chan)生(sheng)良(liang)好(hao)的(de)潤濕(shi)作用(yong)，實現了異種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)連接。

 1. 不銹鋼與鈮的氬弧(hu)焊

  實際(ji)生產(chan)中(zhong)鈮(ni)常與(yu)不銹(xiu)鋼進(jin)行連接，為(wei)了獲得良(liang)好(hao)的異種材料焊接接頭，使焊縫金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)不產(chan)生金(jin)(jin)屬(shu)間化合(he)物相，讓界面間產(chan)生良(liang)好(hao)的冶金(jin)(jin)結合(he)，可(ke)采用(yong)氬弧焊。

  鈮與不銹鋼氬弧焊時的(de)接(jie)頭形式(shi)(shi)如(ru)(ru)圖(tu)(tu)5-42所示(shi)。當(dang)焊件厚度(du)為0.3～0.5mm時，可采用彎邊搭接(jie)的(de)形式(shi)(shi)，如(ru)(ru)圖(tu)(tu)5-43a所示(shi)；當(dang)焊件厚度(du)為0.5～1.0mm時，可采用熔化(hua)的(de)嵌入，如(ru)(ru)圖(tu)(tu)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(yu)鈮(ni)的電(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(he)金（BH2）與不銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊(han)(han)-釬(han)焊(han)(han)的焊(han)(han)接參(can)數及力學性能(neng)