D6AC钢与T2铜熔敷焊接接头的组织性能研究(3)
1．3 铜-钢异种金属焊接现状
钢-铜焊接主要存在以下三个问题[18]:
(1)焊缝易产生热裂纹
(2)在热影响区会产生铜的渗透裂纹
(3)焊接接头的力学性能下降
除此之外,表面状态也会有影响,如表面氧化物、表面空气分子和水等,均会影响焊缝的形成,焊接过程不能忽视。
铜-钢的焊接方法有熔焊、压焊、钎焊以及熔焊-钎焊。熔敷焊的优点是：焊接效率高、较宽的焊接层、铜钢结合质量好、钢基体不发生熔化等特点[19]。激光焊接时，影响熔覆层的稀释率的两个重要因素为：激光熔覆的速度和送粉率。在多道搭接熔覆的时候,要考虑到前道熔覆层会对表面状态产生影响[20]。压焊类型有惯性摩摩焊和连续驱动摩擦焊、爆炸焊和真空扩散焊，采用适当的工艺参数，这几种焊接方法均可得到性能良好的焊接接头[21-22]。钎焊应用于钢与铜及其合金进行较精密焊接时。但钎焊时易使接头的抗腐蚀性能和接头强度较低,并且使用范围受到一定的限制。Jergen Bruckner[23]报道了一种新型的冷金属过渡(Coldmetaltransfer-CMT)焊接,它的关键是降低热量的输入（以精准地把控熔滴过渡和熔滴的温度的方法达成）,铜钢焊接可通过它轻易实现。达到在铜的一侧产生类似熔焊的接头，在钢的一侧产生钎焊接头。
1.3.1 铜-钢异种金属熔敷焊
针对钢表面熔覆纯铜层, 提出了连续炉、感应、电弧和熔铸/熔覆铜的工艺方法[24]。南京理工大学的王克鸿表明，铜钢焊接时，利用以上方法能达到无熔深的目的，铜钢两种金属结合良好，结合面无气孔、未焊合等缺陷。剪切硬度等试验表明，铜钢结合面的剪切强度超过了铜的剪切强度。焊接时钢没有发生熔化，铜钢过渡区宽度低，铜层中钢含量小于百分之一。此为无熔深敷焊接。
利用等离子弧具有焊接T高、焊接效率好并且熔深可调等优点，来研究铜-钢焊接接头结合面形成方法和组织性能。在光学显微镜下观察铜-钢异种金属的堆敷接头的金相组成。并进行力学实验。从金相照片可以得出结论：铜钢接头光滑平整，结合面清楚易见，0稀释率，达到了无熔深焊接；利用扫描电镜观察到：Fe向Cu渗透易于Cu向Fe渗透，室温时，铜、铁的过饱和α+ε固溶体在堆敷接头界面的扩散过渡区内形成，从而使焊缝界面成形。此种焊接方法为等离子熔敷焊接。
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