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导弹是国防领域的重要武器,导弹天线罩是其重要组成部分,其需要具备介电性能好、抗热震、热膨胀系数低等特性,多孔Si3N4陶瓷作为天线罩体能够满足上述要求。然而多孔Si3N4陶瓷脆性较大,难以直接与导弹弹体进行装配,因此需要在天线罩端部钎焊金属环,通过金属环实现与导弹弹体装配。Invar合金具备热膨胀系数低的优点,本课题选其作为金属连接环。大尺寸结构件连接面积大,残余应力随构件尺寸增大而急剧上升,由于多孔Si3N4陶瓷易破碎,钎焊过程极易因残余应力过大导致多孔Si3N4断裂。本课题通过改变中间层结构、中间层厚度、钎料层钎焊宽度及搭接位置等变量,探究钎料结构对接头残余应力的影响。通过中间层结构设计,将钎料装配形式设计为Ag-Cu-Ti钎料/Cu中间层/Cu泡沫层/Cu中间层/Ag-Cu钎料的ABA型结构和Ag-Cu-Ti钎料/Cu中间层/Cu泡沫层/Ag-Cu钎料的AB型结构,Cu泡沫选用1.5mm和2mm两种厚度,Cu层选用30μm、100μm、150μm,将12种中间层组合的试样进行连接,以确定模拟计算中钎焊接头的组织。使用ABA型结构钎料进行钎焊时,Cu中间层能有效屏蔽Ti元素与Invar合金反应生成Ni3Ti和Fe2Ti,同时Ag元素在化学势作用下能以扩散方式穿过Cu中间层,使Cu泡沫变成Ag-Cu固溶体泡沫,使其熔点降低发生坍塌。使用较厚的Cu中间层可以阻碍Ag的扩散,较好地保留Cu泡沫的三维网状结构。使用AB型结构钎料进行钎焊不能较好保留三维网状结构。对Cu泡沫进行建模,并模拟仅用Cu层和Cu泡沫作为中间层时的应力变化情况,确定Cu泡沫建模的适用性以及模拟计算的目标。设计的模型由五部分组成:多孔Si3N4环、Ag-Cu-Ti钎料、中间层（上述ABA型及AB型）、Ag-Cu钎料、Invar合金环。分析模型冷却过程的残余应力,综合实际组织样钎焊结果以及模拟计算结果可知:中间层结构对实际钎焊结果影响比较大,虽然在模拟计算中,相同中间层厚度的ABA型及AB型中间层并无过于明显的区别,但是从之前组织样钎焊结果可知,去掉靠近Ag-Cu钎料一侧的Cu层之后,Ag-Cu钎料将溶解Cu泡沫,使之产生较严重的坍塌,不利于缓解钎焊接头的残余应力。将中间层分为整块结构、三等分结构、四等分结构和五等分结构后,由模拟结果可知,相同结构的整块钎料残余应力大于等分钎料,而等分钎料之间的残余应力差距并不明显,三等分与五等分钎料轴向应力小于四等分钎料,径向应力略大于四等分钎料。对于30μm、100μm、150μm的Cu层厚度,Cu层厚度越大,钎焊接头残余应力越小。针对钎料层,设计了40mm和30mm两种宽度的钎料进行有限元模拟计算,结果表明,对于整块钎料钎焊,采用40mm宽度钎料钎焊过程中产生的残余应力均大于30mm宽度钎料,其中40mm宽度钎料与30mm宽度钎料上方位置钎焊产生的轴向应力曲线较为一致;对于不同等分份数钎料,30mm宽度钎料轴向应力均小于40mm宽度钎料,轴向应力极值相差超过50MPa,径向应力极值相差约75MPa,等分份数对于不同宽度钎料的残余应力值影响不大。模拟计算了40mm宽度钎料与30mm宽度钎料在钎缝中放置不同位置时的残余应力,发现采用ABA结构的30mm宽度钎料、150μm厚度的Cu层,在远离多孔Si3N4边缘的下方位置进行钎焊,得到的接头残余应力最低。将钎料整块、三等分、四等分以及五等分后,接头轴向应力的极大值分别为:193MPa、250MPa、230MPa以及235MPa;径向应力的极大值分别为:195 MPa、250 MPa、230 MPa和240 MPa。