随着我国现代工业的迅猛发展,同种金属材料的焊接复合构件的性能已经远远不能满足工业生产的基本需求,因此探究异种金属材料之间的焊接性,并制备出异种材料复合焊件具有广阔的市场应用前景。如铜/不锈钢异种金属复合焊件兼有的强度、耐蚀性和高导热导电性能,使其被广泛用于航空航天、电力行业和石油化工等工业领域。然而,铜和不锈钢的热物理性能差异较大,使得焊缝及钢侧热影响区易生成焊接裂纹,进而也限制了铜/不锈钢异种金属复合焊件的应用。因此,以采用焊接技术实现铜和不锈钢异种金属材料之间的连接为目的,开展焊接接头的组织性能分析,并通过开发匹配焊材来调控接头组织,以进一步提高接头的力学性能,具有深远的现实意义。本文以纯铜焊丝为过渡连接材料,采用工程应用最为广泛的熔化极气体保护焊实现了 T2铜与304不锈钢的连接。通过分析对比不同工艺参数下焊接接头的显微组织及力学性能,揭示了工艺参数对接头综合性能的影响。研究结果表明:随着焊接热输入的增大,不锈钢与焊缝金属的连接纽带(富铁过渡带)宽度呈现先增大后减小的趋势,而且由于焊缝中弥散分布的树枝状和球状富铁相的含量增多,使得焊缝的显微硬度得到明显提高,但是接头的抗拉强度却未发生明显的变化,其平均抗拉强度达到了 T2紫铜的90%以上。另外,焊缝金属的韧性普遍较低,最高值(Ak=35J)也仅有铜母材的54%。因此,在工艺参数和过渡材料匹配合理的情况下,铜/钢焊接接头的强度可满足使用要求,但韧性较低依旧是制约其在工程应用中的负面因素。在此基础之上,为了进一步提高焊缝金属的韧性,本次研究制备了 Cu-Si和Cu-Ni两种药芯焊丝用于T2铜与304不锈钢之间的连接,并通过显微组织观察和力学性能表征对接头的性能进行了综合评价。研究结果表明:采用两种药芯焊丝得到的焊缝成型良好,且焊接接头的横截面未出现明显的宏观缺陷。其中,当采用Cu-Si药芯焊丝作为过渡焊材时,焊缝区的富铁相尺寸显著减小,且焊缝金属的冲击韧性(Ak=41J)发生了小幅度的提高;当采用Cu-Ni药芯焊丝作为过渡焊材时,由于镍与铁之间可以发生无限互溶,使得焊缝中的富铁相含量增多,且大多以树枝状的形貌存在,同时焊缝金属的冲击韧性(Ak=54J)显著提高,可达铜母材的83%。对比之下,采用Cu-Ni药芯焊丝作为过渡材料得到的铜/钢锈钢焊接接头的性能较优。除此之外,本文以观察到的显微组织特点为基础,结合Cu-Fe二元相图及Cu-Fe合金的凝固特点,探讨了熔化极气体保护焊接工艺下得到的铜/不锈钢异种金属焊接接头的形成过程,并对熔池金属的组织形成机制进行了深入的分析,为后续铜/不锈钢焊接的研究提供了理论方面的基础。