TA15钛合金是一种具有密度小、比强度高、工艺塑性优良等优点的轻质高强结构材料,但是其使用温度受限,无法作为航空发动机的整体构件使用。K4648镍基高温合金是一种广泛运用于航空发动机的结构材料,但是其密度较高,整体结构重量较大,TA15钛合金对于K4648镍基高温合金的替换可以显著的降低航空发动机的整体重量。实现二者的可靠连接,对解决航空发动机减重问题有着重大的意义。本文以Ti-Zr-Cu-Ni钎料为基础,基于向焊缝组织中引入固溶体的思路,制备了Ti-Zr-Cu-Ni改性钎料对TA15与K4648进行钎焊连接。探究了固溶体相种类、尺寸、含量等改性工艺参数以及连接温度、保温时间等连接工艺参数对接头组织与性能的影响,阐述了接头的连接机理与界面反应层的形成过程,分析了接头的断裂行为。使用Ti-Zr-Cu-Ni钎料对TA15与K4648进行钎焊连接可以得到致密无缺陷的接头,接头典型结构为TA15/α-Ti+（Ti,Zr）2（Cu,Ni）共析组织/（Ti,Zr）2（Cu,Ni）/Ti-Ni-Cr/（Ni,Cr）（s,s）/K4648。随着连接温度升高,钎料对两侧母材溶解程度加剧,焊缝宽度上升。随着保温时间不断延长,焊缝宽度变化较小,但TA15一侧界面交互作用层逐渐变宽。当钎焊温度为890℃保温10min时,接头剪切强度最高为52.4MPa,接头断口呈现解理断裂与沿晶断裂的复合断裂形式。裂纹起源于K4648侧界面反应层,并向焊缝中央组织内延伸。为了改善焊缝组织,阻碍裂纹向焊缝中央组织扩展,提高接头强度,基于引入固溶体相增韧焊缝中央组织的思想,制备Ti-Zr-Cu-Ni+Tiμp改性钎料并对两侧母材进行连接。焊缝中央组织中α-Ti+（Ti,Zr）2（Cu,Ni）共析组织含量增加,接头强度提高。对Tiμp含量、连接温度、保温时间等连接工艺进行探索,发现当Tiμp含量为15wt.%,钎焊工艺为890℃/10min,接头剪切强度最高为72.3MPa,相比较未改性钎料连接接头,提升了37.9%,接头断口呈现解理断裂特征,断裂位置为K4648界面反应层中Ti-Ni-Cr复杂金属间化合物的位置,少量裂纹向焊缝中央组织中扩展。进一步调控焊缝组织,抑制β-Ti发生共析转变,采取加入β-Ti稳定元素Nb的方式制备Ti-Zr-Cu-Ni+Nbnp改性钎料对TA15与K4648进行连接,得到的接头焊缝中央组织内由金属间化合物与其上均匀弥散分布的细小β-（Ti,Nb）固溶体构成。当Nbnp含量达到10wt.%以上时,会产生Nbnp的团聚,固溶体粒径上升;提高连接温度,钎料流动性提高,同样会产生Nbnp的团聚,焊缝中的弥散固溶体相均会消失。当Nbnp含量为10wt.%时,最佳的连接工艺为890℃/10min,接头最高剪切强度为111MPa,与未改性钎料连接接头剪切强度相比提高了116.3%。接头断裂转变为完全在K4648侧界面反应层断裂,断口位置呈现微孔形貌。对两侧母材界面层的形成以及整体接头的形成过程进行了分析阐述,TA15界面交互作用层由母材的溶解层以及钎料元素向母材中的扩散层构成。K4648侧界面反应层由Ti Ni、交错生长的Ti2Ni与Ti Cr2的柱状晶以及交错生长的富Ni与富Cr的（Ni,Cr）（s,s）柱状晶构成。整体接头的形成过程分为三个阶段:第一阶段:钎料熔化,钎料在母材表面以及Tiμp与Nbnp表面铺展;第二阶段:液态钎料与两侧母材以及Tiμp、Nbnp改性颗粒处发生元素扩散,扩散层与反应层形成并长大;第三阶段:冷却过程中,形成共析组织与金属间化合物。