Ti₂AlNb基合金是一种应用前景广阔的轻质高温结构材料,具有高比强度、高温蠕变抗力、高断裂韧性、低热膨胀系数等特点。Ti₂Al Nb基合金的应用离不开材料的连接,而激光焊接由于具有自动化程度高、热输入小、深宽比大等优点,已经得到越来越广泛的应用。研究结果表明,Ti₂AlNb基合金激光焊接接头在650℃时表现出显著的脆性。考虑到Ti₂Al Nb基合金往往在高温环境下服役,因此有必要开展抑制激光焊接头脆性的相关研究。本文以1mm厚Ti-22Al-25Nb合金为研究对象,系统地研究了激光焊接头在不同温度下的力学性能。试验发现在650℃时,接头强度为母材的50%左右,且基本不存在塑性变形。800℃时,接头强度低于母材,延伸率出现大幅度下降。而在其他试验温度下接头不存在高温脆性,在1000℃甚至表现出超塑性。在1000℃时母材发生了回复,而变形能够加快回复的速度。利用激光填粉焊接技术,向焊缝中添加β相稳定元素V和Ta,可以抑制晶界处B2相向O相的转变。采用匹配的工艺参数,可以得到良好的焊缝成形,但Ta粉添加过多时存在熔化不完全的问题。焊缝由单一B2相组成,其中的柱状晶消失,被等轴晶所替代。在热影响区中,随着与母材的距离增加,O相逐渐减少,B2相则逐渐增多。拉伸试验表明,微合金化接头室温下断裂于母材。与单激光焊相比,微合金化接头650℃高温强度和延伸率均有明显提升,表现出沿晶/解理混合断裂模式。基于制备复合材料的原理,向焊缝中添加两种尺寸的TiB₂粉末,通过原位反应生成针状TiB。焊缝中的TiB趋向于在晶界处富集,并能显著细化晶粒,但随着TiB₂添加量继续增加,晶粒尺寸下降较慢。添加大颗粒TiB₂粉末过多时,焊缝中存在未熔颗粒。由于B的扩散,热影响区中也观察到TiB,但尺寸较小。添加小颗粒TiB₂粉末接头具备最佳综合力学性能,在室温下断裂在母材,在650℃下抗拉强度和延伸率有明显提高。