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(gang)（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(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊接特點

  1. 不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊接時，由于鈮的化學性質很活潑，對進入(ru)焊接區(qu)的雜質敏感(gan)性很強。因為(wei)這些雜質能降低(di)金屬的塑性，增加冷脆性，使焊縫容易(yi)產生裂紋。

  2. 不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）與鈮焊(han)接時，由于(yu)鈮的熔(rong)點高(gao)（熔(rong)點為2497℃），不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）母材已(yi)熔(rong)化，而鈮還處于(yu)固態，這會造成鋼(gang)(gang)的液(ye)態金屬流失，對鈮與不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）的焊(han)接有不利的影響。

  3. 不銹鋼（或碳(tan)鋼）與鈮焊接時，鈮容易氧(yang)化，所(suo)以對焊接區的(de)保護和焊接材料的(de)純度要求很高。

  4. 不銹(xiu)鋼（或(huo)碳鋼）與鈮焊接時，鈮具有較小的密度和(he)較大的熱導率，所以要求采用加熱集中(zhong)的焊接方法，如氬弧(hu)焊、等離子弧(hu)焊以及電子束焊。

二、不銹鋼（或碳鋼）與鈮的焊接工(gong)藝(yi)

  不銹鋼與(yu)鈮(ni)主要通過熔(rong)(rong)(rong)焊-釬焊的(de)方(fang)法進行焊接。利用熔(rong)(rong)(rong)焊（例如電子束焊、氬弧焊等(deng)），使(shi)不銹鋼（或(huo)碳鋼）一側(ce)金(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)(rong)(rong)化，熔(rong)(rong)(rong)化的(de)液態金(jin)屬(shu)(shu)對另(ling)一側(ce)不熔(rong)(rong)(rong)化的(de)固態鈮(ni)金(jin)屬(shu)(shu)產生良(liang)好的(de)潤濕作用，實(shi)現了(le)異種金(jin)屬(shu)(shu)的(de)連(lian)接。

 1. 不(bu)銹鋼與(yu)鈮(ni)的氬弧焊

  實際生產(chan)(chan)中(zhong)鈮常(chang)與不銹鋼進行連接，為(wei)了(le)獲(huo)得良好的(de)異種材料(liao)焊接接頭，使焊縫金屬(shu)中(zhong)不產(chan)(chan)生金屬(shu)間化合物相，讓界面間產(chan)(chan)生良好的(de)冶(ye)金結合，可(ke)采用氬弧焊。

  鈮與不銹鋼氬弧焊(han)時(shi)(shi)的(de)(de)接頭形(xing)式(shi)如(ru)(ru)圖(tu)(tu)5-42所示(shi)。當焊(han)件厚度為0.3～0.5mm時(shi)(shi)，可采用(yong)彎邊搭接的(de)(de)形(xing)式(shi)，如(ru)(ru)圖(tu)(tu)5-43a所示(shi)；當焊(han)件厚度為0.5～1.0mm時(shi)(shi)，可采用(yong)熔化的(de)(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(biao)5-94 鈮(ni)合金（BH2）與(yu)不銹(xiu)鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊(han)-釬焊(han)的(de)焊(han)接參數及力學性能