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、不銹鋼(gang)（或(huo)碳鋼(gang)）與鈮(ni)焊接特點

  1. 不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊接(jie)(jie)時，由于(yu)鈮的(de)化(hua)學(xue)性質(zhi)很(hen)活潑，對進入焊接(jie)(jie)區的(de)雜質(zhi)敏感性很(hen)強。因為(wei)這些雜質(zhi)能降低金(jin)屬(shu)的(de)塑性，增加冷脆性，使(shi)焊縫容易產(chan)生裂紋。

  2. 不(bu)銹(xiu)鋼（或碳(tan)鋼）與鈮焊(han)接時，由于鈮的(de)(de)熔點高（熔點為2497℃），不(bu)銹(xiu)鋼（或碳(tan)鋼）母材已熔化，而鈮還處于固態，這(zhe)會造(zao)成(cheng)鋼的(de)(de)液(ye)態金屬(shu)流失，對(dui)鈮與不(bu)銹(xiu)鋼（或碳(tan)鋼）的(de)(de)焊(han)接有不(bu)利的(de)(de)影響。

  3. 不銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮焊(han)接(jie)時，鈮容易(yi)氧化，所以對(dui)焊(han)接(jie)區的保(bao)護和(he)焊(han)接(jie)材料的純(chun)度要求很(hen)高。

  4. 不銹(xiu)鋼(gang)（或碳(tan)鋼(gang)）與鈮焊接(jie)時，鈮具(ju)有較(jiao)小的密度和較(jiao)大的熱導率，所以要求(qiu)采用加熱集(ji)中的焊接(jie)方法，如(ru)氬弧焊、等(deng)離子(zi)弧焊以及(ji)電子(zi)束焊。

二、不(bu)銹鋼(gang)（或碳鋼(gang)）與鈮(ni)的焊(han)接工藝

  不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)鈮(ni)主(zhu)要通過熔(rong)焊(han)(han)-釬焊(han)(han)的方法進行焊(han)(han)接(jie)。利用熔(rong)焊(han)(han)（例如電子束(shu)焊(han)(han)、氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)等），使不銹(xiu)鋼(gang)（或碳鋼(gang)）一側(ce)金屬熔(rong)化，熔(rong)化的液態金屬對另一側(ce)不熔(rong)化的固(gu)態鈮(ni)金屬產生良(liang)好的潤(run)濕(shi)作(zuo)用，實現了異種(zhong)金屬的連接(jie)。

 1. 不銹鋼與鈮(ni)的氬弧(hu)焊

  實際生產(chan)中(zhong)(zhong)鈮常與不銹(xiu)鋼進(jin)行連接，為了獲得良好的(de)異種材料(liao)焊(han)接接頭(tou)，使焊(han)縫(feng)金屬(shu)中(zhong)(zhong)不產(chan)生金屬(shu)間(jian)化(hua)合物相，讓界面(mian)間(jian)產(chan)生良好的(de)冶金結合，可(ke)采用氬(ya)弧焊(han)。

  鈮(ni)與不銹鋼氬弧焊時(shi)的(de)(de)接(jie)頭形(xing)式如(ru)圖(tu)5-42所示(shi)。當(dang)焊件(jian)厚度為(wei)(wei)0.3～0.5mm時(shi)，可采用彎邊(bian)搭接(jie)的(de)(de)形(xing)式，如(ru)圖(tu)5-43a所示(shi)；當(dang)焊件(jian)厚度為(wei)(wei)0.5～1.0mm時(shi)，可采用熔化(hua)的(de)(de)嵌入，如(ru)圖(tu)5-43b所示(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(jin)（BH2）與(yu)不銹鋼（06Cr18Ni11Ti）熔焊-釬(han)焊的焊接參數及力學性能(neng)