铜和钢作为应用非常广泛的金属材料,其复合结构不仅可以节省材料,还能够兼备性能和成本的优势,因此在制冷装置、机械制造及汽车工业等领域具有广阔的应用前景。铜钢两种材料的化学成分、物理性能差别较大,焊接时容易形成气孔、裂纹等缺陷,对铜钢异种金属焊接的研究亟待展开。TIG焊接因具有优良的经济性和灵活性而受到广泛使用,但是由于其较高的电弧温度和高温停留时间,使得在异种金属连接的应用受到限制。外加纵向磁场能够对焊接TIG电弧进行优化调控,有效地提高接头力学性能。本文选用HS201纯铜焊丝,采用TIG焊接方法并通过外加纵向磁场的方式对厚度均为2 mm的T2紫铜和Q235低碳钢进行对接试验。文中首先研究了焊接速度和焊接电流对无磁场时铜-钢异种金属TIG接头外观形貌、显微组织以及力学性能的影响规律。研究发现,焊缝组织主要由胞状晶组成,焊缝微观组织中存在着溶质偏析的现象。在焊接电流为95 A,焊接速度为95mm/min时,外观成形良好,接头组织为细小胞状晶,抗拉强度达到最大值σb=154.7MPa。其次研究了外加磁场对铜-钢异种金属TIG接头外观形貌、显微组织以及力学性能的影响。研究发现,外加磁场能够改善接头的外观形貌。施加磁场后焊缝组织晶粒形态更加细小,进而提高了接头的力学性能。在直流磁场状态下,磁场强度为10 m T时,相比于无磁场抗拉强度值提高了25.79%;在交流磁场状态下,磁场频率为30 Hz,磁场电流为0.4 A时,相比于无磁场抗拉强度值提高了44.47%。最后分析了磁场对熔池的影响规律,交流磁场在抑制溶质偏析现象要优于直流磁场。在直流磁场作用下,磁场对熔池进行单方向持续的搅拌作用,液态金属中的Fe原子能够较为广泛的扩散至熔池运动轨迹附近;在交流磁场作用下,磁场对熔池进行剧烈的间歇式顺时针和逆时针的搅拌,使得液态金属中的Fe原子更加均匀的扩散至熔池。