銅/鋼異種金屬CMT熔釬焊填充材料影響分析

楊衛鵬，李雙吉，朱笑睿，陳樹海，林三寶

(1.西安航天發動機廠，陜西 西安710100;2.北京科技大學材料科學與工程學院，北京100083;3.哈爾濱工業大學先進焊接與連接國家重點實驗室，黑龍江 哈爾濱150001)

0 前言

銅/鋼異種金屬復合結構不僅能滿足不同工作條件下對材料性能的不同要求，而且還能節約銅的使用量，顯著降低復合零部件的整體成本，因其能充分發揮異種材料復合零部件在性能與經濟上的優勢互補作用而具有廣闊的應用前景[1－3]。

然而，由于熱物理化學性能的差異，銅/鋼異種金屬的焊接存在著很大的問題:首先，銅與鋼會形成低熔點共晶，以及線膨脹系數相差較大，在較大焊接應力作用下，呈現出宏觀裂紋;其次，液態銅對不銹鋼晶界有滲透作用，熱影響區在拉應力的作用下會產生滲透裂紋;再次，在焊接熱循環作用下，接頭中晶粒嚴重長大，雜質和合金元素摻入焊縫，容易形成各種脆性的低熔點共晶體或脆性相，使接頭的塑性、韌性、導電性和耐蝕性等顯著下降[4]。

由于不銹鋼的熔點遠高于銅，在焊接過程中使銅與填充材料熔化混合，與始終處于固態的鋼進行相互作用，即采用熔釬焊的方法能夠有效地避免上述問題。此外，采用低熱輸入的方法可以有效地抑制銅在不銹鋼晶界上的晶間滲透現象。冷金屬過渡技術(CMT)是在短路過渡基礎上開發的一種低熱輸入的焊接方法，該方法可有效地避免熔滴短路過渡過程中由于電流急劇上升而導致熱輸入增大的缺點?！?br>