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(bu)銹鋼(gang)（或(huo)碳鋼(gang)）與鈮焊接特點

  1. 不銹鋼（或碳鋼）與鈮焊接時(shi)，由于鈮的(de)(de)化(hua)學性質很(hen)活潑，對(dui)進入焊接區(qu)的(de)(de)雜(za)質敏感(gan)性很(hen)強。因為(wei)這(zhe)些雜(za)質能降低金屬的(de)(de)塑性，增(zeng)加冷脆(cui)性，使焊縫(feng)容易(yi)產生裂紋。

  2. 不銹(xiu)鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與鈮(ni)焊接時(shi)，由于(yu)鈮(ni)的(de)(de)熔點高（熔點為2497℃），不銹(xiu)鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）母(mu)材已熔化，而(er)鈮(ni)還處于(yu)固態，這會造成鋼(gang)的(de)(de)液態金(jin)屬流失，對(dui)鈮(ni)與不銹(xiu)鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）的(de)(de)焊接有不利的(de)(de)影響。

  3. 不銹鋼（或碳(tan)鋼）與鈮(ni)焊(han)接時(shi)，鈮(ni)容易氧化(hua)，所以對(dui)焊(han)接區的保護和焊(han)接材料的純度要求很(hen)高。

  4. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮(ni)焊接(jie)時，鈮(ni)具有較小的密度和(he)較大的熱導率，所(suo)以(yi)要求采用(yong)加熱集中的焊接(jie)方法，如氬(ya)弧(hu)焊、等離子弧(hu)焊以(yi)及電子束(shu)焊。

二(er)、不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與(yu)鈮的焊接工(gong)藝

  不銹鋼(gang)(gang)與鈮主要通過熔焊-釬焊的(de)(de)方(fang)法進行焊接。利用熔焊（例如(ru)電子束焊、氬弧焊等），使不銹鋼(gang)(gang)（或碳(tan)鋼(gang)(gang)）一(yi)側金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔化，熔化的(de)(de)液態(tai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)對另一(yi)側不熔化的(de)(de)固態(tai)鈮金(jin)(jin)屬(shu)(shu)產生(sheng)良好的(de)(de)潤濕作(zuo)用，實現了異(yi)種金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)連接。

 1. 不銹鋼與鈮的氬弧(hu)焊

  實際生(sheng)產(chan)中鈮常(chang)與不銹鋼進行連接，為了獲得良好的異種(zhong)材料焊接接頭，使焊縫金(jin)屬(shu)中不產(chan)生(sheng)金(jin)屬(shu)間化合(he)物相，讓(rang)界面間產(chan)生(sheng)良好的冶金(jin)結合(he)，可采用氬弧焊。

  鈮與不銹鋼氬弧焊(han)時(shi)的(de)接頭形式如圖(tu)5-42所(suo)示(shi)。當焊(han)件厚度為0.3～0.5mm時(shi)，可采用(yong)彎邊搭接的(de)形式，如圖(tu)5-43a所(suo)示(shi)；當焊(han)件厚度為0.5～1.0mm時(shi)，可采用(yong)熔(rong)化的(de)嵌入，如圖(tu)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(bu)銹鋼與鈮的電子束焊

  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(jin)（BH2）與不(bu)銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊-釬焊的焊接參數(shu)及力(li)學性能(neng)