不锈钢与铜焊接工艺及金相分析

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1、毕业设计（论文）.毕业设计（论文）开题报告题目：不锈钢与铜焊接工艺及金相分析系（部）机电工程系专业焊接技术与工程学生学号班号指导教师开题报告日期2011.10.18说明34毕业设计（论文）一、开题报告应包括下列主要内容：1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求2．进度计划是否切实可行；3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；5．主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语：1.指导教师签字：检查

2、日期：34毕业设计（论文）不锈钢与铜焊接工艺及金相分析一、课题来源及研究的目的及意义随着经济的迅速发展和科学技术的不断进步，新材料、新工艺、新设备不断涌现，对零部件的性能提出了更高的要求。采用不锈钢和铜的复合零部件，因在性能与经济上优势互补，具有广阔的应用前景。不锈钢的耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能在钢材里面是最好的，仅次于钛合金，并且有耐热、耐高温、还耐低温甚至于耐超低温的特点。奥氏体不锈钢塑性很好，强度不太高但是耐蚀性是不锈钢中最好的，适合于需要非常耐蚀而力学性能要求不高的场合，如化工厂、化肥厂、硫酸、盐酸生产厂家的设备用材等，当然也可以用于潜艇等军工行业。铜及铜合金具有优良的导电性、导热性、

3、延展性以及在某些介质中良好的抗腐蚀性能，因而成为电子、化工、船舶、能源动力、交通等工业领域中换热管道、导电装置及抗腐蚀部件的优选材料。异种金属焊接复合构件的特点是：能够最大限度地利用材料的各自优点，收到“物尽其用”的效果。可使其不同部位处于不同的温度、压力、载荷、介质等工作条件。复合构件不仅能满足使用性能的要求，而且在经济上也相当合理。显然，把异种金属零件连接成一个整体部件，焊接常常是最好的方法，所以异种合金焊接技术就成了关键。不锈钢和铜异种合金复合构件除具有它们的共同特征外，而且可以最大限度的发挥两种材料的特性潜力，在很多零部件上得到广泛应用。目前透平膨胀机供油装置上的冷却器就是采用不锈钢和

4、铜管板接头。其优点在于：使得强度重量比高，承载大，疲劳性能好，有较好的抗腐蚀性。本课题的研究，就是为了充分利用不锈钢和铜这两种金属在比重、强度、比强度、抗拉强度、经济性、耐蚀性和热强性等方面的各自优点，实现它们之间的彼此连接，从而形成重要的复合构件，而且大大节省材料，降低成本，在航天、石油化工、电站锅炉、核动力、造船及其他一些领域获得越来越广泛的应用。不锈钢与铜焊接时，若采用不锈钢焊缝，则当焊缝含铜量达到一定数量时，就会产生热裂纹；若采用铜焊缝；则由于焊缝中溶入了Ni、Cr、Fe等元素而使焊缝金属变硬、变脆，或者铜渗入不锈钢一侧近缝区奥氏体晶界也会使接头变脆。这种情况下，只有采用与铜和铁都能无

5、限固溶的镍或镍合金作填充金属才能保证良好的焊缝质量，达到较高的接头强度和塑性。此外，也可以用镍或镍基合金作为中间过渡层，来实现钢与铜的焊接。综上，本课题采用钨极氩弧焊焊接不锈钢和铜，对3mm厚的薄板不锈钢和铜窄间隙焊接工艺进行深入研究，探究最优的焊接参数和提高焊接接头强度的有效途径，得到质量优良的接头；并对接头性能进行测试，进一步分析影响接头性能的主要因素。二、国内外在该方向的研究现状及分析世界各国的研究者对不锈钢和铜焊接34毕业设计（论文）进行了实验和理论分析，目前常用的焊接方法有熔焊、压焊、钎焊和熔焊-钎焊等。1.熔焊洪永昌在铜与钢的二氧化碳气体保护焊实验研究结果证明，采用实心二氧化碳气体

6、保护焊焊接铜与不锈钢是可行的。焊前需要预热至600℃，同时焊接过程中还需采取电炉加热保温，防止气孔的形成。焊后保温2h后缓冷至温室，防止裂纹的产生。焊接时尽量使电弧偏向铜侧，待铜加热到将要融化时，再加热钢侧。每焊完一道后，都要及时锤击焊缝边缘区域，以减轻焊接应力。铜与不锈钢为（α+ε）固溶组织，接头中含Fe量为40.28%，试验结果表明其抗裂能力较强，能满足一定性能要求。2.钎焊王长寿在铜-钢推力室身部扩散钎焊工艺研究中表明，扩散钎焊是在高温下保温一定时间以使焊件产生微量变形，使接触部分产生原子互相扩散的过程。该方法兼有扩散焊与钎焊的特点，其接头是被焊件的原子通过固态的或熔化的中间夹层与对接面

7、之间的液态物质互相扩散而形成的。采用银、铜、镍中间夹层组合，在钎焊温度为950℃、保护时间为10-20min、预压应力为0.06-0.12MPa、焊接时压应力为0.16-0.35MPa、真空度为0.5Pa的工艺参数下，实现了铜钢的扩散钎焊，其钎缝剪切强度可达到175.1MPa。3.熔焊-钎焊JergenBruckner报道了一种新型的冷金属过渡（Coldmetaltransfer-CMT）焊接，它