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(yi)、不銹鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）與鈮(ni)焊接(jie)特(te)點

  1. 不銹鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與鈮焊接(jie)(jie)時，由于鈮的(de)化(hua)學性質很(hen)(hen)活潑，對進入焊接(jie)(jie)區的(de)雜質敏感性很(hen)(hen)強。因為這些雜質能降低金屬的(de)塑(su)性，增(zeng)加冷脆(cui)性，使焊縫容易產生裂(lie)紋(wen)。

  2. 不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或(huo)碳鋼(gang)(gang)）與(yu)鈮(ni)焊(han)接時，由(you)于鈮(ni)的熔(rong)點(dian)高（熔(rong)點(dian)為2497℃），不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或(huo)碳鋼(gang)(gang)）母材已熔(rong)化，而鈮(ni)還處于固(gu)態，這會造成鋼(gang)(gang)的液態金屬流失，對鈮(ni)與(yu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)（或(huo)碳鋼(gang)(gang)）的焊(han)接有不(bu)(bu)利的影響。

  3. 不銹鋼（或碳鋼）與鈮(ni)焊接(jie)時，鈮(ni)容易氧化，所以(yi)對焊接(jie)區的(de)保護和焊接(jie)材料的(de)純度要(yao)求很高(gao)。

  4. 不(bu)銹鋼（或碳鋼）與鈮焊(han)接(jie)(jie)時，鈮具有較小的密度和較大的熱導(dao)率，所以(yi)要求采用加熱集中的焊(han)接(jie)(jie)方法，如(ru)氬弧(hu)焊(han)、等離子(zi)弧(hu)焊(han)以(yi)及電子(zi)束焊(han)。

二(er)、不(bu)銹鋼（或碳(tan)鋼）與鈮的焊接工藝

  不銹(xiu)鋼與鈮(ni)主要通過(guo)熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)-釬焊(han)(han)(han)(han)的方(fang)法進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。利(li)用熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)（例如電子束(shu)焊(han)(han)(han)(han)、氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)等），使不銹(xiu)鋼（或碳鋼）一(yi)側(ce)(ce)金(jin)屬熔(rong)化，熔(rong)化的液態(tai)金(jin)屬對(dui)另一(yi)側(ce)(ce)不熔(rong)化的固態(tai)鈮(ni)金(jin)屬產生良(liang)好的潤濕作用，實現(xian)了異種金(jin)屬的連接(jie)。

 1. 不銹(xiu)鋼與鈮的氬弧(hu)焊

  實際生(sheng)產中鈮常與不(bu)銹(xiu)鋼進行(xing)連接(jie)，為了(le)獲得良好(hao)的(de)異(yi)種材料焊接(jie)接(jie)頭，使(shi)焊縫金(jin)屬中不(bu)產生(sheng)金(jin)屬間化(hua)合物(wu)相，讓界面間產生(sheng)良好(hao)的(de)冶金(jin)結合，可采用氬弧焊。

  鈮(ni)與不銹鋼氬弧焊(han)(han)時的接頭(tou)形式(shi)如(ru)圖(tu)5-42所示。當焊(han)(han)件厚(hou)度為0.3～0.5mm時，可(ke)采(cai)用(yong)(yong)彎邊搭接的形式(shi)，如(ru)圖(tu)5-43a所示；當焊(han)(han)件厚(hou)度為0.5～1.0mm時，可(ke)采(cai)用(yong)(yong)熔化的嵌入(ru)，如(ru)圖(tu)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（BH2）與(yu)不(bu)銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊-釬焊的焊接(jie)參數及力學(xue)性能