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(bu)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（或碳鋼）與鈮焊(han)接特(te)點

  1. 不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊接時，由于鈮的化學性(xing)質(zhi)很活潑，對進入(ru)焊接區的雜質(zhi)敏感性(xing)很強(qiang)。因為(wei)這(zhe)些雜質(zhi)能(neng)降低金屬(shu)的塑性(xing)，增(zeng)加冷脆性(xing)，使焊縫容易產生裂紋。

  2. 不(bu)(bu)銹鋼（或碳鋼）與鈮焊(han)(han)接(jie)時，由于鈮的(de)(de)熔(rong)(rong)點(dian)高（熔(rong)(rong)點(dian)為2497℃），不(bu)(bu)銹鋼（或碳鋼）母材已熔(rong)(rong)化，而鈮還處于固態(tai)，這(zhe)會(hui)造成鋼的(de)(de)液態(tai)金屬流失，對鈮與不(bu)(bu)銹鋼（或碳鋼）的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)有不(bu)(bu)利的(de)(de)影響。

  3. 不銹鋼（或碳鋼）與(yu)鈮焊(han)接時，鈮容易氧化，所以對焊(han)接區的保護和焊(han)接材料(liao)的純度要求很(hen)高。

  4. 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與(yu)鈮(ni)焊接(jie)時，鈮(ni)具(ju)有較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)密度和較(jiao)(jiao)大的(de)熱導率，所以要求采用加熱集中的(de)焊接(jie)方法，如(ru)氬(ya)弧(hu)焊、等離子弧(hu)焊以及電子束焊。

二、不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮的(de)焊接工藝

  不銹鋼(gang)與鈮主要通(tong)過熔焊(han)-釬焊(han)的方(fang)法進行焊(han)接(jie)。利用熔焊(han)（例(li)如電(dian)子束焊(han)、氬(ya)弧焊(han)等），使不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）一(yi)側金(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔化，熔化的液態金(jin)(jin)屬(shu)(shu)對另一(yi)側不熔化的固態鈮金(jin)(jin)屬(shu)(shu)產生良好(hao)的潤濕(shi)作(zuo)用，實(shi)現(xian)了異種(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的連接(jie)。

 1. 不銹鋼(gang)與鈮的氬弧(hu)焊

  實(shi)際生產(chan)中(zhong)(zhong)鈮常與不銹鋼進行(xing)連接(jie)(jie)，為了(le)獲得良(liang)好的(de)異種材料焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，使焊(han)縫金(jin)屬中(zhong)(zhong)不產(chan)生金(jin)屬間化合物相，讓(rang)界(jie)面(mian)間產(chan)生良(liang)好的(de)冶金(jin)結合，可采用氬(ya)弧焊(han)。

  鈮與(yu)不銹(xiu)鋼氬弧(hu)焊(han)時(shi)(shi)的(de)接頭形式如(ru)圖(tu)5-42所(suo)示(shi)。當焊(han)件(jian)厚度(du)為(wei)0.3～0.5mm時(shi)(shi)，可(ke)采用(yong)彎邊搭接的(de)形式，如(ru)圖(tu)5-43a所(suo)示(shi)；當焊(han)件(jian)厚度(du)為(wei)0.5～1.0mm時(shi)(shi)，可(ke)采用(yong)熔化(hua)的(de)嵌入(ru)，如(ru)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(de)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(he)金（BH2）與(yu)不(bu)銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊-釬焊的焊接(jie)參數及力學性能