第33卷第9期 2012年9月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION 铜钢异种材料等离子弧焊接头性能
程东海，邵景辉，陈益平，胡德安（南昌航空大学航空制造工程学院，南昌330063）
摘要：采用LHM-200等离子弧焊机对1mm紫铜与低碳钢异种材料进行了熔透型等离子弧焊试验，得到了内部无缺陷、外观成形良好的接头，观察了接头的显微组织，并分析了工艺参数对接头力学性能的影响，结果表明，焊缝区中心是微组织呈细胞群状，界面两侧的组织特征量现显著的不同，焊缝与铜侧界面没有明显的熔合线，局部呈激误状，钢侧与焊缝连接处出现了明显的分界线；最佳工艺为焊接电流为65A，焊接速度为 0.4cm/s，离子气流量为0.7L/min，此时接头抗拉强度可达176MPa，试样断裂于铜母材热影响区
关键调：铜钢异种材料；等离子弧焊；接头性能
中图分类号：TG442 0序
旱
文联标识码：A
文章编号：0253360X(2012)09009704
Vol.33No.9 September2012
程东海
7.4kW，焊接电流为5~200A，配合水冷式等离子弧焊枪，室温拉伸试验试样形状尺寸如图1所示，
紫铜具有优良的导电性和导热性，然面单一的铜及其合金在很多情况下都难以满足实际的工程要求！，现代焊接技术的发展已经可以将不同性能的材料焊接成复合零部件，既能满足各种性能要求，又可节约各种贵重材料，降低成本，铜/钢焊接结构广泛应用于冶金（氧气枪喷嘴、高压氧气管道阻火器、复合钢板）、机电（电机转子短路环）、食品机械、酿酒（啤酒生产用糊化锅）、航空航天等工业部门，具有良好推广应用前景（2)，如何实现铜钢异种材料的高质量和高可靠性的焊接工艺，一直是人们关注和研究的主要问题，目前对铜/钢异种材料焊接的研究主要集中在激光焊、钎焊、搅拌摩擦焊等焊接方法上[3-6],对铜/钢异种材料的等离子弧焊的研究很少，文中采用LHM-200等离子弧焊机对铜/钢异种材料进行了熔透型等离子弧焊的试验研究，通过合理设计焊接工艺以实现紫铜/低碳钢的等离子弧焊接，
试验方法 1
试验所用材料为1mm厚T2紫铜和Q235钢，材料尺寸为60mmx30mm，主要物理性能见表1. 试验使用的等离子弧焊设备为上海金通电子设备有限公司LHM-200式等离子弧焊机，最大输出功率为
收稿日期：2011-0708 万方数据
焊缝位于试样的中心。拉伸试验在WDW-100试验机上进行，最大载荷100kN，加载速率1mm/s
表1材料的主要物理性能
Physical properties of materials
Table1
热导事
材料
熔点 T/℃
5801
T2紫钢
Q235钢
1500 30
A/(m-K-))
390 77.5
线膨胀系数 a/10--.k-1 16.50 11.76
焊缝
图1拉伸试样尺寸示意图（mm）
抗控强度 R_/MPa 215~255 375~460
Sketch map of tensile specimen
Fig1
2试验结果及分析
2.1焊接工艺对力学性能的影响
为了获得良好的铜钢异种材料等离子弧焊接头，通过设置3组工艺参数（焊接电流、焊接速度
离子气体流量）研究其对接头抗拉强度的影响 2.1.1焊接电流对抗拉强度的影响
图2为固定焊接速度0.4cm/s、离子气体流量