H90与D6AC钢感应熔敷焊工艺试验研究(2)
3．3 焊接试验步骤 14
3.4 试验结果 16
4 焊接接头力学性能及金相组织分析 21
4．1 铜钢界面剪切强度试验 21
4．2 铜带硬度试验 22
4．3 金相试验及分析 23
结 论 26
致 谢 27
参考文献28
1 绪论
1．1 选题背景及意义
随着社会的不断进步，现代经济和科技的发展已经要求需要获得各种不同性能的材料和工件，并且对于各种结构件的要求也越来越严格。如今工业制造技术也越来越发达，但是仍然需要解决很多传统的问题，比如制造更加先进的机械结构，提高制造设备整体的工作性能等。有很多情况下一种金属不可能完全满足各种要求，所以异种金属的焊接始终是焊接领域的重要课题之一。现代科学技术不断在发展，研究者们也不断地在尝试将不同特性的材料结合，从而能在节省材料，降低成本的同时，还能够使材料的使用性能得到进一步地提升[1]。
现在工业技术和设备都已经越来越发达，有时会需要钢与作为导体的铜进行连接，其连接方式有很多种，因此铜与钢的异种金属的焊接也越来越得到重视。钢铜异种金属焊接成复合材料部件在航空航天和兵器工业领域中具有广泛的应用，其可以同时具有高强度以及高导电性和导热性，因此可以形成各种具有很高要求的结合件以满足在高技术领域的需求。铜与钢焊接成的零件不仅可以发挥铜的优势还可以拥有钢的特性，可以很好地实现异种材料的性能互补[2-4]。
D6AC钢是一种超高强度合金结构钢，国外也叫45CrNiMoV钢，其焊接性能较差[5]。国内和国外的D6AC钢在成分上有略微不同，其主要体现在含Mo和含Ni上的差异。D6AC钢综合力学性能优良，特点有较高的硬度、强淬透性以及高比强等，它在导弹、火箭等航天器以及一些重型装备等重要零部件上比较常用，在60 年代初美国已经开始研制D6AC钢，并将其应用于制造飞机结构件以及战术和战略导弹发动机壳体上[6-9]。由于各自的特性，H90黄铜和D6AC钢异种材料的化学、物理特性和力学、电磁性能等有较大的不同之处，要进行异种金属焊接既要求铜钢达到冶金结合，又不能让铜中“泛铁”，还要注意黄铜中Zn的蒸发，因此黄铜与D6AC钢的焊接难度较大。所以对其焊接方法、焊接工艺等的研究是很重要的课题，在很多先进领域都有很大的实际应用意义。
1．2 异种材料焊接方法和问题
异种材料常用的焊接方法一般有熔焊和压焊两个大类，熔焊的应用比较广泛，主要有手工电弧焊、气体保护焊、激光焊接和电子束焊接等方法，熔焊时应尽量使用小电流和高焊接速度进行焊接[10]。异种材料焊接采用压焊的方法一般有电阻焊，扩散焊，摩擦焊和爆炸焊等。除了熔焊和压焊外，还可以采用钎焊的焊接方法来连接异种材料构件。
异种材料焊接时由于材料的物化性能以及化学成分都会各自不同，所以其相对于同种材料的焊接来说会有很大的差异，其焊接的问题和困难也比同种材料多。其主要问题有：焊接接头处由焊接热应力导致的裂纹；熔合区和热影响区的力学性能明显比母材降低；接头微观组织的变化大大降低接头性能等[11]。
异种材料的焊接会受到很多因素对其的影响，如线膨胀系数和热导率差异较大而导致焊接接头质量明显下降，不同材料化学性质及表面状态的差异也会影响其焊接性[12]。
1．3 铜钢焊接研究现状
1．4 铜-钢熔敷焊