传统弹带材料包括软铁和铜,铜本身质软,利用铜作为弹带会导致炮弹发射过程中大量的铜会残留在炮膛中,造成污染,需要定期清理炮膛,同时损失铜弹带,以及抗剪切能力差产生侧滑,使得炮弹发射过程中的闭气性变差,影响精度与射程。软铁的硬度较高,解决了铜弹带的问题,但增大了弹带与膛线间摩擦,使得膛线的磨损较为严重,影响炮膛的寿命。为了优化弹带性能,本课题采用自动送丝随焊摆动强制水冷TIG焊方法以铜在前、软铁在后的形式并且先堆焊软铁、后焊接铜的方法得到软铁-铜复合弹带。可充分发挥两种弹带的优良性能,利用软铁硬度大、强度高的特点,可整体上提高弹带的强度,既避免了铜弹带的滑移现象,又降低了膛线的磨损,还可以将残留铜带出,清理炮膛。利用TIG焊接方法,对HS201焊铜丝的焊接进行了工艺摸索。结果表明,在50#钢基体表面堆焊铜的最佳工艺参数为:焊接电流140-160A,送丝速度1.3-1.5m/min,转动周期1-1.5r/min,气流量10 L/min,摆幅2mm。通过金相观察,铜钢界面在焊接电流小于160A时为钎焊式接头,且随着电流越大,铁的扩散越明显,当电流达到170A时。堆焊层中开始出现块状铁,通过设计的测量弹带中铁元素含量可知当电流小于160A时,堆焊层中含铁量小于2%。还进行了软铁焊接的工艺摸索,最佳焊接参数为:焊前焊件清理、预热,焊接电流160-170A,送丝速度1.3-1.5m/min,转动周期1-1.5r/min,气流量10 L/min,焊枪摆动幅度1.5mm,焊后停止水冷采用空冷方法。按照以上参数先堆焊软铁,后堆焊铜得到复合弹带。对复合弹带接头进行微观组织以及元素分布进行分析,母材与软铁堆焊层经历两次热循环,第一次热循环,软铁堆焊层组织为上贝氏体,近界面母材组织为淬火组织(先共析渗碳体+板条马氏体)和正火组织(铁素体+珠光体)。第二次热循环,软铁堆焊层组织为魏氏组织,近界面母材组织为板条马氏体,晶粒变小。界面远端退火区主要组织为晶粒细小的珠光体。测量复合弹带力学性能结果表明,利用165A软铁堆焊电流和160A铜堆焊电流得到的铜/软铁复合弹带满足炮弹发射基本要求,且当软铁弹带宽度达到4mm时可以防止炮弹发射过程中产生侧滑。铜/软铁复合弹带可以在避免侧滑的同时整体上降低弹带的硬度,降低弹带摩擦性能,减少膛线的磨损,延长其使用寿命。铜/软铁复合弹带在第二次热循环后可以提升复合弹带中软铁弹带的塑韧性,降低其硬度和摩擦系数铜/软铁复合弹带剪切强度可达500MPa以上,硬度值控制在200HV以下,摩擦系数在1.0以下,综合性能相对单独弹带得到改善。