铜钢异种金属激光焊接头典型缺陷形成机理研究

采用光纤激光对铜钢异种金属进行激光焊接,研究接头中典型焊接缺陷的形成机理。结果表明:铜钢激光焊接头中的主要焊接缺陷是显微偏析、气孔和凝固裂纹。熔池金属凝固过程中的成分偏析是引起显微偏析和凝固裂纹的主要原因。晶界Cu元素偏析削弱晶粒之间结合力,导致晶粒自身的塑性变形不能完全抵消焊接过程中的热应力,造成晶界开裂。而气孔的形成主要与激光焊接过程中匙孔的失稳有关,小孔失稳引起匙孔内壁坍塌,导致金属蒸气不能顺利溢出熔池表面。提出交变磁场辅助激光焊接方法抑制焊缝中的缺陷,获得良好的焊缝成形。

铜-钢高频感应钎焊工艺及其对接头组织和导电性的影响

以解决铜电解永久型阴极板导电杆铜-钢异种金属焊接问题为目标,采用Sn-Cu系钎料在不同钎焊工艺下对T2紫铜和316不锈钢进行铜-钢异种金属高频感应钎焊试验。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析研究了不同工艺参数下形成钎焊接头的微观组织、物相种类及元素分布,同时采用智能金属导体电阻率仪对铜钢焊接试样的导电性进行了检测。结果表明,不同工艺下形成的焊缝界面清晰且无明显的焊接缺陷。钎焊接头主要由铜侧扩散反应层、焊缝中心层、钢侧扩散反应层三部分组成;铜侧扩散反应层呈连续的"锯齿"状分布,主要由金属间化合物Cu_6Sn_5组成,中心层主要由锡单质、锡的氧化物和少量铜锡金属间化合物Cu_6Sn_5组成,钢侧扩散反应层生成了少量的铁锡金属间化合物Fe_(1.3)Sn。试样导电率与中心层金属间化合物Cu_3Sn的生成量和焊接温度均成反比。通过获得的最佳工艺参数能够得到焊缝成形美观、连接强度优良、导电性能良好的铜-钢钎焊接头。