在工程中,使用异种材料制造的焊接结构,不但可以满足不同工作条件对构件的要求,还可以节省大量的贵重材料,异种材料焊接结构在机械、化工、电力等行业得到广泛应用。碳钢和不锈钢异种钢接头可以发挥两种材料各自的优点,并节省大量的不锈钢资源,Q235普通碳素钢和304不锈钢都是很常用的钢种,激光焊是一种先进的焊接技术,研究异种金属激光焊具有重要的意义。本文对3mm厚的Q235普通碳素钢和304奥氏体不锈钢采用激光自熔焊获得异种钢焊接接头,探讨焊接工艺参数对接头的表面成形以及力学性能的影响,并研究异种钢接头的组织性能。测量若干点的温度热循环曲线,同时,根据热力学理论建立激光焊热源模型,并运用ANSYS软件对焊接热过程进行模拟分析,分析异种钢激光焊的温度场分布规律。通过调整焊接参数,可以得到表面成形美观并且力学性能优良的焊接接头,其拉伸断裂的位置为碳钢一侧母材,并且焊接接头具有较好的延伸率。如果工艺参数不恰当,在焊接接头中产生未熔合和气孔等缺陷,会大大降低焊接接头的抗拉强度和塑性。观察焊缝截面发现,焊缝组织为板条状马氏体,板条马氏体的强度和韧性都比较理想,这就是焊接接头具有优良力学性能的原因。在一定的范围内调整焊接参数,焊缝中总是出现板条马氏体组织,只要不在焊缝处产生未熔合等明显缺陷,焊缝的强度总是高于母材。异种钢焊接过程中,在接头熔合区附近会出现碳迁移现象,有研究指出,碳迁移的方向不仅与熔合区两侧碳元素浓度有关,更会受到熔合区两侧化学位的影响,碳迁移的结果使得化学位的差异减小,当熔合区两侧的化学位相等时,碳元素停止迁移。从异种钢接头的上点的热循环曲线可以看出,每一个测温点都经历从升温到峰值温度最后降温的过程,距离焊缝中心越近的点峰值温度越高。距焊缝中心相同距离的碳钢和不锈钢,不锈钢一侧的点的峰值温度高于碳钢一侧。从激光焊温度分布云图来看,靠近焊缝区域的温度梯度较大,低温区的面积也很大,说明激光焊接的最高温度很高,但是激光对被焊金属输入的总能量较低。