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（或碳鋼）與鈮焊接特點
1. 不銹鋼（或碳鋼）與鈮(ni)焊(han)接時(shi)，由于鈮(ni)的化學性(xing)質很活潑，對進入焊(han)接區(qu)的雜(za)質敏感(gan)性(xing)很強(qiang)。因(yin)為這(zhe)些(xie)雜(za)質能降(jiang)低金屬的塑性(xing)，增(zeng)加(jia)冷(leng)脆性(xing)，使焊(han)縫容易產生裂紋。
2. 不銹鋼（或碳(tan)鋼）與鈮(ni)(ni)(ni)焊接時，由于(yu)鈮(ni)(ni)(ni)的(de)(de)熔點高（熔點為2497℃），不銹鋼（或碳(tan)鋼）母材已熔化(hua)，而鈮(ni)(ni)(ni)還(huan)處于(yu)固態，這會造成鋼的(de)(de)液態金屬流(liu)失，對(dui)鈮(ni)(ni)(ni)與不銹鋼（或碳(tan)鋼）的(de)(de)焊接有不利的(de)(de)影響。
3. 不銹鋼（或碳鋼）與鈮(ni)焊接時(shi)，鈮(ni)容易(yi)氧化，所以對焊接區(qu)的保護(hu)和焊接材料的純度要求很(hen)高。
4. 不銹鋼（或碳鋼）與鈮焊(han)接時(shi)，鈮具(ju)有較小的密(mi)度和較大的熱(re)導率，所以要求采用加熱(re)集中的焊(han)接方(fang)法，如(ru)氬(ya)弧(hu)焊(han)、等離子弧(hu)焊(han)以及電子束焊(han)。
二(er)、不銹鋼（或碳(tan)鋼）與鈮(ni)的焊接工藝
不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與鈮主要通過熔焊(han)-釬焊(han)的(de)方法(fa)進(jin)行焊(han)接。利(li)用熔焊(han)（例如電子束焊(han)、氬(ya)弧焊(han)等），使不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)（或(huo)碳(tan)鋼(gang)(gang)）一側金(jin)(jin)屬熔化，熔化的(de)液態(tai)金(jin)(jin)屬對另一側不(bu)(bu)熔化的(de)固態(tai)鈮金(jin)(jin)屬產生良(liang)好的(de)潤濕作用，實現了異種金(jin)(jin)屬的(de)連接。
1. 不銹鋼與鈮的氬弧焊
實際(ji)生產中(zhong)鈮常與不(bu)銹鋼(gang)進(jin)行連(lian)接，為了獲得良(liang)(liang)好的(de)異種(zhong)材料焊(han)(han)接接頭，使焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)中(zhong)不(bu)產生金(jin)屬(shu)間化(hua)合(he)物相(xiang)，讓界面間產生良(liang)(liang)好的(de)冶金(jin)結合(he)，可(ke)采(cai)用氬弧焊(han)(han)。
鈮與不銹鋼氬(ya)弧(hu)焊(han)時的(de)(de)接頭形(xing)式如圖5-42所示。當(dang)焊(han)件(jian)厚(hou)度為0.3～0.5mm時，可(ke)采(cai)用彎邊搭接的(de)(de)形(xing)式，如圖5-43a所示；當(dang)焊(han)件(jian)厚(hou)度為0.5～1.0mm時，可(ke)采(cai)用熔化(hua)的(de)(de)嵌入，如圖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(de)電子束焊(han)
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(rong)焊-釬焊的(de)焊接參數及力學(xue)性能
