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(huo)碳鋼）與鈮焊接特點(dian)
1. 不銹鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與鈮焊(han)接時，由于(yu)鈮的化學性(xing)質很活潑，對進入(ru)焊(han)接區(qu)的雜質敏感性(xing)很強。因為(wei)這些雜質能降(jiang)低(di)金(jin)屬(shu)的塑(su)性(xing)，增加冷脆(cui)性(xing)，使焊(han)縫容易產(chan)生(sheng)裂紋。
2. 不(bu)(bu)銹鋼(gang)（或(huo)(huo)碳鋼(gang)）與(yu)鈮(ni)(ni)焊接時，由于鈮(ni)(ni)的(de)(de)熔(rong)點(dian)高（熔(rong)點(dian)為2497℃），不(bu)(bu)銹鋼(gang)（或(huo)(huo)碳鋼(gang)）母(mu)材已熔(rong)化(hua)，而鈮(ni)(ni)還處于固態，這會造(zao)成鋼(gang)的(de)(de)液態金屬流失，對鈮(ni)(ni)與(yu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)（或(huo)(huo)碳鋼(gang)）的(de)(de)焊接有不(bu)(bu)利(li)的(de)(de)影響。
3. 不銹鋼（或(huo)碳鋼）與鈮(ni)焊接時，鈮(ni)容易(yi)氧化，所以對焊接區的保(bao)護和焊接材(cai)料的純(chun)度(du)要(yao)求很高。
4. 不銹鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與鈮焊接時，鈮具(ju)有較小(xiao)的密度和較大的熱導率，所(suo)以(yi)要求(qiu)采用加熱集(ji)中(zhong)的焊接方法(fa)，如氬弧焊、等離(li)子弧焊以(yi)及電子束焊。
二、不銹鋼(gang)（或(huo)碳鋼(gang)）與鈮的焊(han)接工藝(yi)
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與鈮主(zhu)要通(tong)過熔焊(han)-釬焊(han)的(de)方法(fa)進行焊(han)接(jie)。利用(yong)熔焊(han)（例如電子(zi)束焊(han)、氬弧焊(han)等），使不(bu)銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）一側(ce)金(jin)屬(shu)(shu)熔化，熔化的(de)液態金(jin)屬(shu)(shu)對另(ling)一側(ce)不(bu)熔化的(de)固態鈮金(jin)屬(shu)(shu)產生良好的(de)潤濕作用(yong)，實現了異種金(jin)屬(shu)(shu)的(de)連接(jie)。
1. 不銹鋼與鈮的氬弧焊
實際(ji)生產中(zhong)鈮常與不(bu)銹鋼進行(xing)連接，為了獲(huo)得良(liang)好的(de)異種材(cai)料焊(han)接接頭，使焊(han)縫金屬中(zhong)不(bu)產生金屬間化合物相，讓界面間產生良(liang)好的(de)冶金結(jie)合，可采用氬弧焊(han)。
鈮與不銹鋼氬弧(hu)焊時(shi)的接頭形(xing)(xing)式(shi)如圖5-42所(suo)示。當(dang)焊件(jian)厚度為(wei)0.3～0.5mm時(shi)，可(ke)(ke)采(cai)用彎邊搭(da)接的形(xing)(xing)式(shi)，如圖5-43a所(suo)示；當(dang)焊件(jian)厚度為(wei)0.5～1.0mm時(shi)，可(ke)(ke)采(cai)用熔化的嵌入，如圖5-43b所(suo)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(gang)與(yu)鈮的電子束(shu)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(ni)合(he)金（BH2）與不銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊(han)-釬焊(han)的焊(han)接參數及力(li)學(xue)性能
