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本文基于空间电子束热源对异种难焊金属TA2纯钛与2024铝合金进行了熔钎焊研究,分别研究了自熔钎焊和填丝熔钎焊过程中工艺参数对接头组织及力学性能的影响,通过优化工艺参数,接头成形良好,力学性能大幅提高。对于自熔钎焊,分别从铝侧电子束偏移量和焊接线能量两个方面进行研究。当束流偏移量为0.3 mm时,熔化的2024铝合金实现对TA2纯钛上表面的润湿铺展,同时限制了TA2纯钛的熔化,避免了大量脆性Ti-Al金属间化合物的形成,接头抗拉强度达到184 MPa。在此基础上,改变焊接速度对焊接线能量进行优化,从而严格控制了连接界面反应层的厚度。焊接线能量为74.3 J/mm时,反应层均匀分布约4μm,并在焊缝内生成针状化合物,对焊缝基体起到“钉扎”强化作用,接头强度达到189 MPa。鉴于自熔钎焊时,未能实现2024铝合金熔体对接头背面TA2纯钛的良好润湿铺展,引入填丝熔钎焊工艺来改善接头正反面的成形,并通过焊丝中的合金元素对连接界面结构进行调控。分别对焊接线能量、束流偏移量和接头间隙三个工艺参数进行了优化研究。当线能量为90 J/mm时,接头正反面成形良好,提高了有效连接面积,接头强度达到209 MPa。当电子束束流对中时,利于熔化的焊丝向TA2母材和2024母材铺展,严格调整TA2熔化量以控制反应层,接头强度达到236 MPa。基于上述研究发现接头间隙为0 mm时,几乎未生成反应层,观察断口发现对接面是薄弱区域,通过调整接头间隙为0.4 mm时,接头对接面的反应层约2μm厚且分布均匀,并且在焊缝中生成了弥散分布的长条状和“H”型的TiAl3化合物,起到了强化作用,接头的强度为316 MPa。利用MSC.Marc有限元分析软件对TA2纯钛/2024铝合金电子束熔钎焊过程进行模拟,研究填丝熔钎焊对温度场和应力场的影响,通过模拟结果可以分析,电子束填丝熔钎焊方法可以改善温度场的分布,可以保持焊接过程中熔池尺寸基本不变,而且在焊接末端有效缓解热量聚集,从而避免尾部焊穿发生。焊缝区残余拉应力由自熔钎焊的370 MPa减小到填丝熔钎焊的210 MPa,减小焊后变形,提高接头强度。