铜钢等不同材料组成的异材金属复合结构综合了导电性、导热性、结构强度、加工工艺成本等特性,较好的满足了多种场合的要求。论文针对电力接地中的铜钢转换接头生产中的冶金相容性不良、接头电阻率较高、材料利用率欠佳,加工效率不高的问题,开展激光叠焊工艺及组织性能研究,其主要研究工作与成果如下:基于软件的铜钢异种金属激光焊接仿真研究。建立铜钢转换接头简化三维实体模型,获得与实际相一致的熔深0.686mm,熔宽0.453mm的焊接熔池。模拟结果表明:各节点的升温速率远大于冷却速率,近焊缝区域温度梯度变化大,远离焊缝区域温度梯度变化相对缓和。焊接变形关于焊缝中心呈不对称分布,在收弧端残余拉应力达到最大值387.982Mpa。冷却至室温后,焊接接头发生明显变形,最大变形量约为0.426mm,在装夹位置存在0.015mm的变形。激光织构表面形貌特征及工艺规律分析。基于激光织构技术在钢板表面刻蚀具有不同结构的凹槽微织构,研究激光工艺参数对凹槽织构表面形貌特征的影响。研究表明:随着激光功率和刻蚀次数的增加,凹槽底端和周围热烧蚀加剧,影响织构质量效果。相同参数下,十字织构远大于平行织构的凹槽深度和宽度,十字凹槽内相互垂直的两织构呈现“深浅不一”的现象。开展不同织构下铜钢激光叠焊工艺研究,分析接头组织特性及力学性能。基于不同织构下铜钢异种金属激光叠焊工艺研究,分析平行织构(与焊接方向平行或垂直)和十字织构三种工艺下对接头拉伸性能、断裂机制、显微硬度以及电阻率的影响规律进行分析和对比,对不同织构化下的接头组织特性与界面进行分析。研究表明:三种织构下的接头抗拉强度均随着织构深度的增加呈现先增加后降低的趋势;在织构深度为95μm时,平行织构(平行于焊接方向)下的铜钢焊接接头拉伸-剪切力达到最高,为2878.564N,比未织构下接头抗拉强度提升了近20%,此处电阻率最低,为35.063μΩ·cm,接头有明显的韧窝产生,为韧性断裂;与未织构铜侧焊缝显微组织相比,三种织构下均发生不同程度的晶粒细化;平行织构(平行于焊接方向)工艺下焊接熔池中Fe元素沿着界面层向熔池内部发生较大扩散,冶金相容性大幅提高。