铌是一种熔点和沸点都很高的金属，它的熔点可达到2468℃，沸点可达到4742℃。室温下，铌在空气中比较稳定，它在氧气中红热时也不被完全氧化。铌的性能也比较好，它具有较高的强度，热传导性也很好，是现代高科技产业中重要的材料之一。铌的用途十分广泛，在钢铁工业，超导材料工业，原子能工业，电子工业，医疗领域等均有应用。铌的某些化合物和合金具有较高的超导转变温度，因而在制造各种工业超导体，如超导发电机、加速器大功率磁体、超导磁储能器、核磁共振成像设备等中有着广泛的应用。而且铌-钛和铌-锡是最重要的超导体材料，被广泛应用于医学诊断的磁振图象仪和用于谱线(分析)的核磁共振仪。对比于铌的化合物应用于超导材料，高纯铌主要应用于航空航天领域，它可以用于生产火箭的发动机，可制作为飞船的耐热部件。铌和钽的热强合金具有良好热强性能、抗热性能和加工性能，在航空航天中发动机零部件的制造有广泛的应用，它还可以用于燃气轮机的叶片。铌的中子俘获截面低，导热性好，耐蚀性强，这些性能使之非常适合原子能反应堆。在原子能工业领域，铌既适用于核反应堆，可以用于制造核反应堆热交换器，又适用于核燃料，可以作为核燃料的合金和核燃料的包套材料。铌制作电解电容器有着很长的历史，早在前苏联时就有很大的突破，而近年来，铌酸盐陶瓷电容器在国内外更是有着迅速的发展。而且与以往所用的钽电容器相比，铌的价格更加便宜，因此铌电容器的研究与发展至关重要。如图1-1所示为铌酸盐陶瓷电容器[1-2]。由于铌及其合金有着广泛应用，为了更好地发挥铌的性能，可以将铌与其他金属连接为异种材料焊接结构，因此铌与其他金属的焊接问题应该重点研究。

图1-1 铌酸盐陶瓷电容器

钢根据用途，化学成分，显微组织，品质等可以分为很多类，本课题研究所用的304不锈钢中的铬含量为18%左右，镍含量为8%左右，是奥氏体不锈钢的一种，它具有稳定的奥氏体组织，也被称为18-8型不锈钢。奥氏体不锈钢的应用十分广泛，而且工业领域上对其的需求量十分的巨大。奥氏体不锈钢的性能十分良好，它无磁性，塑性和韧性都很高，导电导热性很好，适用于制造要求耐腐蚀、抗氧化、耐高温和超低温的零部件和设备，如小米4手机就使用了304不锈钢材料。与铌材料相同的是，不锈钢在航空航天方面也有着很重要的应用。不锈钢可应用于火箭中的燃料，发动机，流体容器和压力容器中。因此，将铌与不锈钢连接为焊接结构，可以发挥铌与不锈钢的性能，更加满足航空航天工业对材料性能的要求。

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，因为不锈钢与铌优质的性能可以使航天航空领域中的发动机重量降低，而且它还能适当地提高发动机的工作温度，这样航空发动机就会具有更高的推重比。但是不锈钢与铌的焊接结构也存在一些问题，因为不锈钢与铌的焊接性存在着差异，在物理性能方面，不锈钢与铌的热导率、线膨胀系数、电导率、电磁率和熔点等性能不尽相同。在结晶化学性能方面，两者的焊接接头中极易生成脆性金属间化合物，这会提高焊接接头的硬度，降低焊接接头的塑性及韧性，从而使焊接接头的力学性能变差，严重的话，焊接接头将会产生开裂。

因为304不锈钢与铌的焊接性存在很大的差异，所以传统的熔焊方法并不适用于两者的焊接。本课题所选用的焊接方法为激光焊接，激光焊接的焊接热源为激光束，此激光束具有很高的能量密度，因此激光焊接方法十分的精密和高效。激光焊接的功率大小可调，且焊接速度很快，可以降低焊接损耗率并提高了生产效率。激光焊接的加热范围小，因此得到的焊缝和热影响区很窄，这样焊接接头焊接变形小，焊接接头中的残余应力也很小，从而可以提高焊接接头的力学性能。激光焊接的加工精度也很高，是高能束焊接技术发展的主流，激光焊接适用于航空航天和汽车制造等领域[3]。因此激光焊接作为连接不锈钢与铌的焊接方法比较可靠。