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钛合金和紫铜均具有优良的性能,铜/钛的对接焊接头在航空航天、电解铜等行业具有广泛的应用。本文采用激光自熔焊的方法对5mm的T2紫铜和TA18钛合金进行了焊接,主要研究了光束偏移量对接头成形、组织特征及力学性能的影响规律,同时调控接头中金属间脆性化合物的数量和形态,并采用填加V过渡层的方法进行焊接以减少金属间化合物的形成。焊后采用OM、SEM、EDS、XRD、TEM等微观分析方法对铜/钛接头各区域的显微组织和物相成分进行了分析。通过接头拉伸试验和显微维式硬度测试的方法对接头的力学性能进行了测试。采用激光束对中的方法焊接时,焊缝中会生成大量的Ti2Cu、TiCu和Ti2Cu3等金属间化合物,导致接头强度极低,为81MPa,接头硬度处于450-550HV之间。在焊接过程中调整激光束的入射位置以改善接头组织结构及焊缝中金属间化合物的生成,从而改善接头的力学性能。调整激光束偏移量从偏向Ti侧0.15mm、0.3mm到0.45mm,接头强度逐渐提升。当激光束偏向Ti侧0.45mm时,焊缝由钛基固溶体和大量的金属间化合物组成,接头抗拉强度提升到108MPa。调整激光束偏向Cu进行焊接时,随着偏移量的增加,焊缝中金属间化合物逐渐减少。当偏向Cu侧0.45mm时,焊缝中心位置和焊缝近Cu侧位置由铜基固溶体组成,在焊缝近Ti侧有一厚度约为25um的金属间化合物层形成,主要由少量的铜基固溶体和大量的脆性化合物TiCu、TiCu2、Ti2Cu和Ti3Cu4等组成,焊缝硬度处于250-350HV之间,接头抗拉强度为151MPa,达到铜母材抗拉强度的61%,断裂发生在金属间化合物层,断裂形式为脆性断裂。试验中填加不同厚度的V金属作为铜钛异种金属激光焊接的过渡层。当填加0.2mm厚V过渡层时,V元素在焊缝中所占比例较低,焊缝中依然有大量的Ti-Cu金属间化合物生成,接头抗拉强度为84MPa,对强度几乎无提升;当填加0.4mmV过渡层时,焊缝中心位置和近Ti侧有Ti-Cu-V混合相和大量的金属间化合物Ti2Cu3、TiCu2产生,焊缝近Cu侧几乎无金属间化合物产生,接头抗拉强度有大幅度提升,达到153MPa;当填加0.6mmV过渡层时,接头中金属间化合物的数量显著减少,焊缝近Cu侧基本无金属间化合物的生成,焊缝近Ti侧由Ti-Cu-V混合相、钛钒固溶体、βTiCu4和TiCu2组成,焊缝中心位置主要由Ti-Cu-V混合相基体组成,并且有少量的金属间脆性化合物从中析出。接头硬度处于400-500HV之间,抗拉强度为176MPa,为Cu母材的71%,断裂在焊缝中心位置,为脆性断裂。