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随着现代制造业的高速发展,单一材料已经很难满足工业生产的需求,异种材料的复合结构应运而生并且广泛应用于航空航天、电力企业、石油工程等现代化工业生产中。在我国油浸式特高压电力变压器的生产制造过程中,T2-Q345B的复合结构作为变压器外部屏蔽层壳体,T2-SUS304的复合结构作为变压器内部的箱式储油柜。一方面利用Q345B、SUS304的低成本、高强度及高耐腐蚀性作为壳体及箱体的结构材料;另一方面利用T2紫铜的逆磁性及高导热特性,将变压器内部因磁场涡流效应产生的热量及时导出,从而减少变压器内部的杂散损耗,最终提高油浸式特高压电力变压器的服役寿命。针对变压器外部大型屏蔽层壳体的复合结构,本文选用适用性最广的熔化极气体保护焊焊接方法进行T2-Q345B异种材料的焊接试验,研究了不同焊接工艺对T2-Q345B异质焊接接头组织性能的影响机制,旨在获取一种最优的焊接工艺:焊接电流220-235A,焊接电压23-24V,焊接速度4.15cm/min,30%He+70%Ar混合气体流量为15L/min。结果表明,T2-Q345B异质焊接接头铜侧熔合区由于外延生长形成了粗大的片状晶粒,而钢侧熔合区由于溶质偏析现象形成了一层Fe基熔化滞留层(10μm),α-Fe固溶体主要以枝晶及球形弥散分布于焊缝中。T2-Q345B异质焊接接头的最大抗拉强度达223MPa,室温冲击功为76J,完全满足变压器屏蔽层壳体的实际工况需求。基于对T2-Q345B异质材料熔化极气体保护焊接工艺及其结合界面冶金特性的分析,发现母材的熔合比及焊接线能量对焊接接头综合性能的影响较大。因此针对变压器内部箱式储油柜的复合结构,本文选用能量密度集中的激光深熔焊焊接方法对T2-SUS304异种材料进行焊接,通过光束偏移控制母材的熔化量,研究了不同焊接工艺对T2-SUS304异质焊接接头组织性能的影响机制,旨在获取一种最优的焊接工艺:激光功率3700W,焊接速度1000mm/min,光束偏移钢侧0.4mm,离焦量-2mm,Ar气流量25L/min。研究表明,当光束偏移钢侧时,焊缝组织较为均匀,主要以网状胞晶γ-Fe为主,晶界处明显有Cu析出,铜侧热影响区较窄;而当光束偏移铜侧时,从焊缝组织可以明显观察到Cu与Fe发生了液相分离,铜侧热影响区较宽。T2-SUS304异质焊接接头的最大抗拉强度达240MPa,完全满足箱式储油柜的实际工况需求。结合熔化极气体保护焊和激光焊焊接冶金特性和熔池凝固特点,深入分析了 T2-Q345B和T2-SUS304异质材料焊接接头结合界面的冶金过渡特性及组织演化机理,并阐明了渗透裂纹产生的机理及Cu、Fe液相分离机制,从而为T2-Q345B和T2-SUS304异质材料熔化极气体保护焊和激光深熔焊工艺提供了有效理论指导,拓宽了铜-钢异质复合材料的应用领域,推动了该复合材料的大规模工程应用。