随着科技的飞速发展,轻质、节能、多功能的材料越来越受人们的欢迎。金属材料的单一性能很难再继续满足实际工业需求,异种金属复合材料因同时具有多种优异的性能而在航空航天、电力电子、汽车制造及冶金工程等工业生产中被广泛应用。在我国电解铜不锈钢阴极板的生产制造过程中,相对于传统铜钢包覆型工艺结构,如果选用铜/钢异种金属直接焊接的结构,其中铜直接作为导电杆起导电作用,不锈钢起承载作用。这种新的结构不仅使制造工艺流程变短,而且因铜/钢之间只存在一条焊缝,相对于原本的复杂工艺结构而言其产生的电阻更低,电能-化学能的转化效率得到了提高,除此之外还可以降低成本,这对铜电解精炼这一行业的发展具有重要意义。针对铜/钢直连永久型电解铜阴极板,本文选用钨极氩弧焊（Tungsten Inert Gas welding,TIG）进行Cu-316L不锈钢异种金属的焊接,并对焊接工艺及接头组织性能进行了研究分析,结果表明,Cu/316L不锈钢异种金属焊接接头（Dissimilar metal welded joints,DMWJs）区域并不存在金属间化合物,而是在冷却凝固的过程中Cu-Fe合金发生相分离,从而形成了两种类型的铜/钢固溶区。固溶区界面清晰,分别为带状ε-Cu相分散在γ相为主（γ+ε）的双相固溶体区和球形颗粒状γ相分散在ε-Cu相为主（γ+ε）双相固溶体区。焊缝区域的平均维氏硬度可达110 HV,室温抗拉强度约为206 MPa,接头断裂位置均出现在铜侧热影响区,断口形貌呈典型的韧窝状,判定其断裂形式为韧性断裂,满足不锈钢阴极板实际工况对力学性能的需求。由于电解铜阴极板在实际服役过程中,不仅要具有高导电性和良好的力学性能,同时也需要优异的耐腐蚀性能,因此本文对Cu/316L不锈钢DMWJs在服役环境下的电偶腐蚀行为进行了分析研究。结果表明Cu/316L不锈钢DMWJs容易形成以316L不锈钢为阴极Cu为阳极的宏观腐蚀电偶和γ相为阴极ε-Cu为阳极的微观腐蚀电偶,Cu/316L不锈钢DMWJs的浸泡腐蚀失效是由宏观和微观电偶腐蚀的双重作用引起的。此外,微腐蚀电偶引起的ε-Cu溶解和富Cu区γ相脱落是Cu/316L不锈钢DMWJs失效的主要原因。最后,对Cu/316L不锈钢DMWJs各微区在腐蚀过程中的演变行为进行研究,将Cu/316L不锈钢DMWJs中的铜、钢母材区和焊缝区在溶液中分别浸泡不同时间,对浸泡后各微区的腐蚀形貌、电化学特征行为进行观察分析。结果表明316L不锈钢的耐蚀性在浸泡后得到增强,这是由于其表面形成了致密连续的钝化膜。随着浸泡过程的进行铜和焊缝的耐腐蚀性先增强后逐渐降低,浸泡前焊缝的耐腐蚀性高于铜,但随着浸泡时间的增加,焊缝金属的耐腐蚀性相比于铜而言减小的更快更明显,最终导致焊缝的耐腐蚀性最差。