从偏滤器部件的结构设计看,铜/钢异种材料“管对管”连接是WEST、ITER以及DEMO偏滤器部件制造的必需工艺,该接头是冷却水的压力边界,一旦开裂将会导致冷却水的泄露,极大威胁装置安全。首先,以WEST工程中的实际需求为导向,研究了CuCrZr/Inconel 625/316L电子束熔化焊接接头的微观组织和力学性能。在实际生产中,管-管焊接是在热等静压之后进行的。为了模拟构件生产制造的实际情况,采用与热等静压相同的参数（热处理温度、时间）对CuCrZr管进行焊前退火处理。焊接接头处不存在微裂纹或未焊透等缺陷。讨论了接头微观组织中“沙滩”、“半岛”、“岛屿”等宏观偏析以及“小球”、“枝晶”、富Cu粒子和富Nb/Mo网格等微观偏析特征的形成机制。接头力学性能测试表明,焊后时效处理基本没有提高接头的抗拉强度,而只是将CuCrZr中硬度最薄弱点转移到离CuCrZr/Inconel 625焊缝稍远的位置,此外该处理会降低CuCrZr合金在焊接热影响区以外区域的硬度。旋转弯曲疲劳试验后进行的冷氦检漏测试结果表明:在当前规定的疲劳试验条件下,焊后时效处理对接头疲劳性能几乎无影响。时效处理导致的富Inconel“岛屿”硬度的显著提高可能与富Nb/Mo网格的形成有关。其次,使用与ITER尺寸相同的CuCrZr管材和316L管材作为模型材料,利用旋转摩擦焊接方法实现“管对管”连接,并系统研究了焊接接头的显微组织和力学性能。讨论了焊接接头附近CuCrZr侧微缺陷及细小富Cr带的形成机理。焊后时效处理在一定程度上提高了接头的显微硬度和抗拉强度,但对塑性影响很小。CuCrZr/316L“管对管”连接的成功实现,表明了旋转摩擦焊接应用于先进聚变材料“管对管”连接的可行性。最后,基于上述研究基础,选用难以熔化焊接的ODS-Cu、T91钢作为模型材料,采用旋转摩擦焊接方法实现了ODS-Cu/T91“管对管”连接。焊接接头处未发现微裂纹等焊接缺陷,接头界面附近存在“不对称扩散”现象。所有样品界面附近的ODS-Cu侧中均存在有低硬度区域。样品的抗拉强度在290～330 MPa之间,但表现出脆性特征。两件样品在设计的旋转弯曲疲劳测试后均未发生断裂。尝试建立了样品拉伸性能、显微硬度以及显微组织之间的相互关联,并就“不对称扩散”现象、低硬度区域以及脆性特征的机理进行了讨论。综上所述:本文以WEST工程实际需求为导向,对电子束焊接接头进行了系统的可靠性评价;并利用技术上成熟的旋转摩擦焊实现了先进铜合金与钢之间的“管对管”连接。