Ta是一种典型的难熔金属,其热物理性能良好,常被应用于高温结构材料,例如导弹、核电建设、航空发动机等领域。GH3128是一种固溶强化型镍基高温合金,是航空发动机燃烧室、中间热交换器的理想选择。在航空领域,随着发动机性能需求的日益增加,这两种材料的异种结合可以优化结构设计,降低成本。电子束焊接是以高速电子束流作为热源,轰击材料表面,通过将电子束的动能转化为热能来使材料发生迅速熔化和凝固,它可以调整电子束流,精确控制热输入以达到控制两母材的熔化量,也可以通过控制焊接速度来有效缩短冶金反应时间,进而控制冶金反应过程,因而它是实现Ta与GH3128可靠连接的一种较好选择。本文对难熔金属金属Ta与镍基高温合金GH3128异种金属进行了电子束焊接,分析了两种金属对中焊时存在的问题,研究了对中焊及偏束焊对焊缝组织及力学性能的影响,并创新性地对焊后接头进行了退火处理及固溶处理。采用超景深显微镜、扫描电子显微镜及XRD衍射仪对接头组织进行了分析;通过显微硬度及拉伸试验对其力学性能进行了评定。Ta与GH3128对中焊试验表明,对中焊时气孔、渗透裂纹等问题突出,熔池内有大量钽镍、钽铬金属间化合物析出,焊缝塑性较差。采用0.2mm偏Ta焊时,由于Ta熔化量增大,焊缝组织以等轴晶、柱状晶为主,熔池中硬度分布要比对中焊时更加均匀,随着焊缝内熔入的Ta数量的增加,接头硬度得到了提高。进而采用偏Ta侧0.5mm焊连接Ta与GH3128,此时焊缝组织以等轴晶为主,细晶强化使硬度和强度有了进一步提升。由于偏Ta焊未能将Ta与熔池内部的金属间化合物层消除,这些金属间化合物的存在会导致熔池仍存在应力集中现象,为使接头强度进一步提升,本文创新性地对焊后接头分别进行了退火处理和固溶处理。经过退火处理后,熔池成分变得更加均匀,应力集中一定程度上得到缓解,硬度和强度均得到了提升。但退火处理后,熔池内存在大量针状σ相,这说明接头脆断特性并没有得到改善,故而本文随后对焊后接头进行了1180℃,1h的固溶处理。结果发现,固溶处理后熔池内各元素的偏析明显降低,大量Ta元素被固溶到GH3128基体中,固溶强化使得接头力学性能有了较大提升。断口出现了少量韧窝,这说明接头的脆性有了些许提升。