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(xiu)鋼(gang)(gang)（或碳鋼(gang)(gang)）與(yu)鈮焊接特點

  1. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊(han)接時，由于(yu)鈮的(de)化(hua)學性質(zhi)很(hen)活(huo)潑，對進入(ru)焊(han)接區的(de)雜(za)質(zhi)敏感性很(hen)強。因(yin)為這些雜(za)質(zhi)能(neng)降低金屬的(de)塑性，增加冷脆性，使焊(han)縫容易(yi)產(chan)生(sheng)裂紋。

  2. 不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)（或碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)）與(yu)鈮(ni)焊接時(shi)，由于(yu)鈮(ni)的(de)熔(rong)點高（熔(rong)點為2497℃），不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)（或碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)）母材已熔(rong)化，而鈮(ni)還處(chu)于(yu)固態，這(zhe)會造成鋼(gang)(gang)(gang)的(de)液態金屬(shu)流失，對鈮(ni)與(yu)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)（或碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)）的(de)焊接有(you)不(bu)利的(de)影響。

  3. 不銹鋼（或碳(tan)鋼）與鈮(ni)焊接時，鈮(ni)容易氧化，所以對焊接區(qu)的保(bao)護和(he)焊接材料的純度(du)要求很高(gao)。

  4. 不銹鋼（或碳鋼）與鈮(ni)焊(han)(han)(han)接時，鈮(ni)具(ju)有較(jiao)小的(de)密度和較(jiao)大的(de)熱(re)導率(lv)，所以(yi)要(yao)求采用加(jia)熱(re)集中(zhong)的(de)焊(han)(han)(han)接方法，如(ru)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)、等離(li)子弧(hu)焊(han)(han)(han)以(yi)及(ji)電子束(shu)焊(han)(han)(han)。

二、不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與(yu)鈮(ni)的(de)焊(han)接工藝(yi)

  不銹鋼與鈮(ni)主(zhu)要通過熔焊(han)-釬焊(han)的(de)(de)方法(fa)進行焊(han)接。利用熔焊(han)（例如電子束焊(han)、氬弧焊(han)等），使不銹鋼（或碳鋼）一側金(jin)屬(shu)熔化(hua)，熔化(hua)的(de)(de)液態金(jin)屬(shu)對另一側不熔化(hua)的(de)(de)固態鈮(ni)金(jin)屬(shu)產(chan)生良好的(de)(de)潤(run)濕作(zuo)用，實(shi)現了異(yi)種金(jin)屬(shu)的(de)(de)連接。

 1. 不銹鋼(gang)與(yu)鈮的氬弧(hu)焊

  實際生(sheng)產(chan)中(zhong)鈮(ni)常與不(bu)銹鋼(gang)進行連接(jie)(jie)，為了獲(huo)得良(liang)好(hao)(hao)的異種材料(liao)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，使焊縫金屬(shu)中(zhong)不(bu)產(chan)生(sheng)金屬(shu)間化合物相，讓(rang)界(jie)面(mian)間產(chan)生(sheng)良(liang)好(hao)(hao)的冶(ye)金結合，可(ke)采用氬弧(hu)焊。

  鈮與不銹鋼氬弧焊時的(de)接頭形(xing)式如(ru)圖5-42所示。當焊件厚度(du)為(wei)0.3～0.5mm時，可采用(yong)彎邊搭接的(de)形(xing)式，如(ru)圖5-43a所示；當焊件厚度(du)為(wei)0.5～1.0mm時，可采用(yong)熔化的(de)嵌(qian)入，如(ru)圖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(zi)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）與不銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊(han)-釬(han)焊(han)的焊(han)接參數(shu)及力學性能(neng)