隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展,同種金屬材料的焊接復(fù)合構(gòu)件的性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的基本需求,因此探究異種金屬材料之間的焊接性,并制備出異種材料復(fù)合焊件具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。如銅/不銹鋼異種金屬?gòu)?fù)合焊件兼有的強(qiáng)度、耐蝕性和高導(dǎo)熱導(dǎo)電性能,使其被廣泛用于航空航天、電力行業(yè)和石油化工等工業(yè)領(lǐng)域。然而,銅和不銹鋼的熱物理性能差異較大,使得焊縫及鋼側(cè)熱影響區(qū)易生成焊接裂紋,進(jìn)而也限制了銅/不銹鋼異種金屬?gòu)?fù)合焊件的應(yīng)用。因此,以采用焊接技術(shù)實(shí)現(xiàn)銅和不銹鋼異種金屬材料之間的連接為目的,開(kāi)展焊接接頭的組織性能分析,并通過(guò)開(kāi)發(fā)匹配焊材來(lái)調(diào)控接頭組織,以進(jìn)一步提高接頭的力學(xué)性能,具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。本文以純銅焊絲為過(guò)渡連接材料,采用工程應(yīng)用最為廣泛的熔化極氣體保護(hù)焊實(shí)現(xiàn)了 T2銅與304不銹鋼的連接。通過(guò)分析對(duì)比不同工藝參數(shù)下焊接接頭的顯微組織及力學(xué)性能,揭示了工藝參數(shù)對(duì)接頭綜合性能的影響。研究結(jié)果表明:隨著焊接熱輸入的增大,不銹鋼與焊縫金屬的連接紐帶（富鐵過(guò)渡帶）寬度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),而且由于焊縫中彌散分布的樹(shù)枝狀和球狀富鐵相的含量增多,使得焊縫的顯微硬度得到明顯提高,但是接頭的抗拉強(qiáng)度卻未... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Cu-Fe二元相圖

蟆保??曳禾?慷勻仁淙氡冉廈舾小?012年，SGShiri等人[29]研究了不同焊絲對(duì)銅和鋼焊接接頭的影響。結(jié)果表明，采用銅做過(guò)渡材料時(shí)，無(wú)任何缺陷生成，而當(dāng)采用鋼或含Cu、Fe的鎳基合金做過(guò)渡材料時(shí)，裂紋便出現(xiàn)在了焊縫區(qū)，導(dǎo)致接頭的強(qiáng)度相對(duì)較低。由此可見(jiàn)，進(jìn)行銅/鋼異種材料的焊接時(shí)最好選用Cu基過(guò)渡材料。2015年，ChengZ等人[30]在無(wú)需開(kāi)破口和預(yù)熱的情況下，采用MIG-TIG雙面焊的方法實(shí)現(xiàn)了銅和鋼的連接，并獲得了成型良好的接頭。研究過(guò)程發(fā)現(xiàn)，在不銹鋼與焊縫金屬的連接處同時(shí)存在熔焊和釬焊兩種不同的連接模式（如圖1-2所示），這與傳統(tǒng)的熔-釬模式是不相同的。在釬焊模式下，不銹鋼與焊縫的連接界面呈現(xiàn)出比較平坦的形貌。在熔焊模式下，鋼與焊縫的連接界面處存在一個(gè)熔化未混合區(qū)（MeltedUnmixedZone,MUZ），且界面形貌比較粗糙。但是，考慮到連接模式對(duì)接頭性能的影響，如何根據(jù)實(shí)際工況需求精確地控制界面連接模式需要進(jìn)一步研究。圖1-2焊接接頭的連接模式Fig.1-2Thejoiningmodeofweldedjoint(a)Typicalwelding-brazingmode;(b)Nontypicalwelding-brazingmode由此可見(jiàn)，目前針對(duì)MIG/MAG焊和TIG焊條件下得到的銅/鋼異種金屬焊接接頭的

中也出現(xiàn)了焊接缺陷，這些接頭上的結(jié)構(gòu)缺陷極大地降低了接頭的力學(xué)性能。2014年，ZhangB等人[32]以銅為填充材料對(duì)厚度為2.7mm的鋼與鉻青銅進(jìn)行了電子束焊接，并通過(guò)一組正交實(shí)驗(yàn)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)電子束流為30mA，焊接速度為100mm/min，送絲速度為1m/min，電子束偏移量為-0.3mm（電子束聚焦于鋼側(cè)）時(shí)，可獲得性能良好的接頭，其強(qiáng)度可達(dá)276MPa。2016年，GuoS等人[33]研究了電子束偏移量對(duì)銅/鋼焊接接頭質(zhì)量和性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電子束偏移量可被允許的范圍為-0.2mm至1mm（電子束的偏移示意圖如圖1-3所示），且電子束的偏移量越小，接頭的性能越優(yōu)良，最佳參數(shù)下得到的接頭的強(qiáng)度達(dá)到了銅的強(qiáng)度�？梢�(jiàn)，在參數(shù)設(shè)置合理的情況下，電子束焊接可實(shí)現(xiàn)銅與不銹鋼的可靠連接。2018年，ShuX等人[34]利用電子束將T2銅沉積堆焊在304不銹鋼表面，成功制備了出了銅/鋼梯度材料。這種梯度材料作為銅、鋼或其他不同材料焊接的過(guò)渡接頭，可極大地降低異種材料之間的連接難度。圖1-3電子束的偏移示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofelectronbeamoffset2005年，PhanikumarG等人[35]利用連續(xù)CO2激光焊接技術(shù)得到了銅/鋼異質(zhì)接頭，并從熱力學(xué)角度合理的解釋了焊縫與兩側(cè)母材界面處顯微組織的差異。2009年，上海交通大學(xué)的付俊[36]在進(jìn)行銅/鋼激光焊的過(guò)程中，設(shè)計(jì)了熱源偏向銅側(cè)的加熱方法，并通過(guò)調(diào)整激光束的偏移量研究了不同銅熔化量對(duì)銅/鋼激光焊接接頭的影響。結(jié)果表明，當(dāng)焊縫

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]銅鋼異種金屬CMT焊接工藝及溫度場(chǎng)模擬[D]. 蔡玉博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
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[4]永久型陰極板焊接關(guān)鍵制造技術(shù)研究[D]. 李想.蘭州理工大學(xué) 2016
[5]銅/鋼熱絲TIG堆焊工藝及接頭組織分析[D]. 陳基明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[6]銅鋼異種材料激光焊接研究[D]. 付俊.上海交通大學(xué) 2009



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