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高强高导Cu-Cr-Zr合金是近年来新发展起来的功能结构材料,具有较高的强度、良好的塑性和优良的导电性能,在工业领域中有着广泛的应用。本文针对典型的Cu-Cr-Zr合金,首先应用ANSYS软件,对其平板对接钨极氩弧焊(TIG)的焊接动态温度场进行了模拟与分析研究。选用双椭球热源模型,利用函数功能实现热源移动。采用过渡网格划分,考虑了相变潜热以及材料物理性能随温度的变化,模拟了不同焊接工艺参数下的温度场。根据Cu-Cr-Zr合金焊接温度场数值模拟结果,拟定了相应的焊接工艺参数,使用TIG焊对Cu-Cr-Zr合金进行了焊接工艺试验。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、硬度计、万能试验机、导电率测试仪等现代分析测试手段研究了TIG焊工艺对Cu-Cr-Zr合金焊接接头的微观组织、力学性能及电学性能的影响,并探讨了不同的焊后热处理工艺对接头组织、力学与电学性能的影响及变化规律,确定了最佳焊后热处理工艺参数。研究结果表明:Cu-Cr-Zr合金经TIG焊后,焊接接头的抗拉强度由母材的400MPa下降到224.74MPa,接头的硬度下降严重,表明焊接接头区产生了软化现象,认为“过时效”是接头发生软化的主要原因。接头的导电率由80%IACS下降到68.09%IACS,并分析了其导电率下降的原因。在对焊接接头分别进行不同温度固溶1h和不同温度时效1～4h的热处理试验后,结果表明Cu-Cr-Zr合金最佳的焊后热处理工艺为950℃固溶1h+450℃时效3h。Cu-Cr-Zr合金接头热处理后,其焊缝区和热影响区的硬度都得到了很大的提高,抗拉强度提高到324.23MPa,导电率提高为78.42%IACS,接近母材水平。显微组织观察发现接头经热处理后,其晶粒细小均匀、组织中存在高密度的孪晶和数量多,尺寸细小的析出相。断口分析发现,焊态下的焊接接头断裂处为焊缝区,断裂方式为韧性断裂,热处理状态下的焊接接头断裂位置为熔合区,断裂方式为韧性断裂和穿晶断裂混合型。能谱分析表明,焊态下合金基体中没有发现Cr粒子析出,合金经过热处理后断裂韧窝中有大量细小的Cr粒子以沉淀相的形式析出弥散分布在基体中,证明Cu-Cr-Zr合金的强化是通过Cr粒子的析出强化和高密度的孪晶共同作用实现的。