Cu/Al复合结构是一种十分具有应用前景的实现轻量化、降低经济成本的方式。但Cu/Al物理性能差异较大,难以获得高质量接头。课题组根据Cu/Al焊接过程中存在的难点,结合磁脉冲焊接和半固态钎焊的特点,提出了一种磁脉冲辅助半固态钎焊的新方法,用于Cu/Al异种金属管件的无钎剂钎焊。在磁脉冲力的作用下,半固态钎料受到外管的高速碰撞、挤压,内外管壁则受到半固态钎料中固相颗粒的挤压、剪切作用,使基体表面的氧化膜破碎、清除。采用多物理场耦合的数值模拟方法,对磁脉冲辅助半固态钎焊工艺所包括的装夹成形和钎焊成形过程进行分析,重点分析了不同集磁器条件下的钎焊成形过程,系统考察了其外管的变形行为和半固态钎料的剪切流变行为。讨论了集磁器结构参数对界面连接质量及接头组织性能的影响,并提出了集磁器的优化设计方法,通过对比钎焊实验及相关的测试分析验证了其有效性。模拟结果表明,在装夹成形过程中,外管最大碰撞速度为127m/s,碰撞角度较小,未达到磁脉冲焊接所需的工艺条件,仅对内外管进行机械装夹并解决钎料的布置问题。在钎焊成形过程中,采用小锥角集磁器时,外管顶端变形量较大,接头呈现锥形,对半固态钎料的挤压作用不均匀从而使钎料的剪切流变不均匀。增大集磁器锥角后,外管的变形与钎料的剪切流变更为协调,有效改善了钎料的剪切流变情况。当锥角过大时,外管变形量减小,对钎料挤压作用减弱,不利于钎料的剪切流变,合适的集磁器锥角范围为8°～10°。对于内外管之间的间隙,不宜过大或者过小:间隙过大时在管端易形成止口,从而阻碍钎料的剪切流变;间隙过小时外管碰撞速度及变形量较小,对钎料挤压作用较弱,也不利于钎料的剪切流变,内外管间隙以1mm～1.5mm为宜。改变内外管直径而不改变内外管间隙时,集磁器锥角对钎料剪切流变行为的影响规律并未改变,在锥角8°～10°范围内,钎料的剪切流变得到明显改善,表明所提出的集磁器优化设计方法的适用性。实验结果表明,与等内径集磁器相比,增大集磁器锥角能够有效避免界面连接缺陷并细化搭接区域中部的纤缝组织;在钎焊接头中未明显发现Cu Al、Cu Al2等层状脆性Cu/Al金属间化合物,Cu侧界面处的网状Cu Zn5提高了界面连接的可靠性;钎焊接头剪切强度明显提升,验证了集磁器优化设计方法的有效性。