铌在航空航天，超导材料等领域有着重要的应用，不锈钢在众多领域有着广泛的应用，而且不锈钢与铌的复合焊接结构在航空航天领域具有广阔的应用与发展前景。因此，国内外的学者对不锈钢与铌的焊接做了大量的实验与研究。82246

1熔化焊

熔化焊是指母材不受外力的情况下，只通过焊接热源的加热使母材连接处焊接处产生熔化的焊接方法。因为铌的熔点比较高，高温难熔且具有较高的导热性，因此采用熔化焊连接不锈钢与铌时应当使用能量密度比较高的焊接热源。

美国航天局的M。Kuchnir和RogerE。Hiller对铌管的TESLA加速器和不锈钢板材采用钨极氩弧焊(TIG)的方法进行焊接试验。试件如图1-4所示。铌管加热至672K时表面生成了氧化膜，超导能力显著降低。因此为了防止因氧化而引发的脆化，应采用惰性气体保护从而降低含氧量。在裂纹试验中，检测到焊缝中有少量横向裂纹，危害性极大[12]。

采用钨极氩弧焊焊接不锈钢时应当保证焊件表面清洁，采用惰性气体保护的方式控制焊缝中的含氧量，从而降低生成氧化膜的几率，以获得成形良好的焊缝区。

铌管与不锈钢板TIG焊接试件[12]

2钎焊

钎焊是用液态钎料润湿母材与母材相互扩散的焊接方法。如以上研究所得304不锈钢与铌的焊接性存在很大的差异，而钎料的加入避免或减少不锈钢中铁，铬，镍元素与铌反应产生的脆性金属件化合物，从而改善焊接接头的性能。在高温钎焊过程中，是通过加热母材，使钎料熔化，在毛细流动填缝的同时与母材发生冶金结合作用[11]。论文网

中国原子能科学研究院的齐立君等人采用BNi-5作为钎焊的钎料，在一系列的工艺参数条件下，对Nb-1Zr与1Cr18Ni9Ti进行炉中高温真空钎焊工艺试验。对钎焊后的接头利用灵敏度为10-10Pa·m3/s1的氦质谱检漏仪进行检验，接头密封性良好；当对接头进行抗热冲击性能试验时，发现密封性仍良好。通过观察与分析Nb-1Zr/BNi-5/1Cr18Ni9Ti钎焊接头界面SEM照片，如图1-5所示，可以看出焊缝成形美观，接头连接良好，母材无明显变化。在BNi-5钎料中合金元素Si的含量约为10%，Si极易和Ni和Cr形成脆性扩散层，降低接头的力学性能。因此，裂纹常常出现在这一区域。测试钎焊接头的抗拉强度，当装配间隙为0。050mm时，试验测得抗拉强度可达226。992MPa，断裂主要出现在钎料与铌合金接触界面的焊缝区[14]。

Nb-1Zr/BNi-5/1Cr18Ni9Ti的SEM照片[14]

北京航空材料研究院的叶雷等人采用Cu-Ti和Cu-Co-Ti作为钎料对N铌与0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢进行了真空钎焊[24]。由于生成了脆性金属间化合物，两者的抗拉强度都很低。而Cu-Co-Ti由于Co的弥散作用细化了脆性金属见化合物，使其抗拉强度有所提高，高于Cu-Ti的抗拉强度。当扩散层中Ⅰ的厚度小于10μm时扩散层中没有裂纹，达到20μm时出现长度小于5μm的裂纹源，达到30μm时出现贯穿裂纹，达到90μm时出现大量裂纹，沿焊缝晶界扩展，贯穿整个焊缝[16]。

图1-6Nb-1Zr/304不锈钢熔钎焊接头组织[16]

3爆炸焊

爆炸焊与其他的焊接技术存在着显著的差异，它不是采用传统的焊接热源，而是使用炸药作为能源，通过炸药爆炸产生的冲击力使焊件发生剧烈碰撞、塑性变形、熔化及原子间相互扩散，从而实现连接的一种压焊方法，这是固相连接的一种方法[26]。异种材料由于焊接性的差异而导致连接的困难性，而爆炸焊却不像熔焊方法一样，可以连接物理性能和结晶化学性能存在差异的异种材料[17-21]。304不锈钢与铌就属于物理，化学性能差异大的异种材料连接，可以使用爆炸焊的焊接方法。