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(te)點

  1. 不(bu)銹鋼（或碳鋼）與鈮焊接(jie)時(shi)，由于鈮的化學(xue)性(xing)質(zhi)很(hen)活(huo)潑，對進入焊接(jie)區的雜質(zhi)敏感性(xing)很(hen)強。因為這些雜質(zhi)能降低金屬(shu)的塑性(xing)，增加冷脆性(xing)，使焊縫容易(yi)產(chan)生裂紋。

  2. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與(yu)(yu)鈮(ni)焊(han)接(jie)時，由于鈮(ni)的(de)熔(rong)(rong)點高（熔(rong)(rong)點為(wei)2497℃），不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）母材(cai)已(yi)熔(rong)(rong)化，而(er)鈮(ni)還處(chu)于固態，這會造成鋼(gang)的(de)液態金(jin)屬流失，對鈮(ni)與(yu)(yu)不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）的(de)焊(han)接(jie)有不利的(de)影響。

  3. 不(bu)銹鋼(gang)（或(huo)碳鋼(gang)）與鈮(ni)(ni)焊接時，鈮(ni)(ni)容易氧化，所以(yi)對焊接區(qu)的保(bao)護和焊接材料(liao)的純度要求很高。

  4. 不(bu)銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）與鈮焊(han)接時(shi)，鈮具有較小的密(mi)度和較大的熱(re)(re)導率，所以要求(qiu)采用(yong)加熱(re)(re)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(bu)銹鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與鈮的焊接工(gong)藝

  不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與鈮(ni)主要通(tong)過熔焊(han)-釬焊(han)的方法進行焊(han)接(jie)。利用(yong)熔焊(han)（例如電(dian)子束(shu)焊(han)、氬弧焊(han)等），使不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）一(yi)側金(jin)屬(shu)熔化(hua)，熔化(hua)的液態金(jin)屬(shu)對(dui)另一(yi)側不(bu)(bu)熔化(hua)的固態鈮(ni)金(jin)屬(shu)產生良好的潤濕作用(yong)，實現(xian)了異種金(jin)屬(shu)的連接(jie)。

 1. 不銹鋼與鈮的氬弧焊(han)

  實際生(sheng)產中(zhong)鈮常與不銹鋼進行連接(jie)(jie)，為(wei)了(le)獲得良好(hao)的(de)(de)異種材料焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，使焊(han)縫金(jin)屬中(zhong)不產生(sheng)金(jin)屬間(jian)化合(he)物相(xiang)，讓界面間(jian)產生(sheng)良好(hao)的(de)(de)冶金(jin)結合(he)，可采用氬弧(hu)焊(han)。

  鈮與不銹鋼氬弧(hu)焊時的接(jie)頭形式(shi)如圖5-42所(suo)示。當(dang)焊件厚(hou)度為(wei)0.3～0.5mm時，可采用(yong)彎邊搭接(jie)的形式(shi)，如圖5-43a所(suo)示；當(dang)焊件厚(hou)度為(wei)0.5～1.0mm時，可采用(yong)熔化的嵌(qian)入(ru)，如圖5-43b所(suo)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(xiu)鋼與鈮(ni)的電(dian)子束(shu)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(he)金（BH2）與不(bu)銹(xiu)鋼（06Cr18Ni11Ti）熔(rong)焊-釬焊的焊接(jie)參數及(ji)力學性能(neng)