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Ti3Al基合金具有熔点高、密度低(4.7g/cm3)、弹性模量大、高温抗氧化性好等优点,在航空航天领域得到了较广泛的应用,并显示出无与伦比的优越性。但Ti3Al基合金在应用过程中,其焊接技术是至关重要的加工环节,因此解决好其焊接问题具有重要的理论和实际意义。本文针对航空航天工业的应用需求,对Ti3Al基合金辐射加热真空钎焊及气体保护高频感应钎焊进行了研究,分析了不同连接方法、不同钎料和连接参数条件下接头的界面组织结构和力学性能,初步确定了不同钎料的最佳连接规范参数。采用辐射加热真空钎焊,对于TiZrNiCu钎料钎焊接头,界面处有Ti2Ni、Ti(Cu,Al)2金属间化合物和Ti基固溶体生成,大量的Ti2Ni和Ti(Cu,Al)2的形成降低了接头的剪切强度;随着连接温度的增加,Ti2Ni和Ti(Cu,Al)2增加,Ti基固溶体减少;延长保温时间,接头界面无新相生成,Ti、Al、Ni、Cu元素扩散反应更加充分,Ti2Ni和Ti(Cu,Al)2增加,Ti基固溶体减少;当连接温度为T=1323K,连接时间为t=5min时,接头的最高剪切强度为253.6MPa。采用辐射加热真空钎焊,对于AgCuZn钎料钎焊接头,在界面处生成TiCu、Ti(Cu,Al)2金属间化合物,大量的TiCu、Ti(Cu,Al)2的形成降低了接头的剪切强度;随着连接温度的增加,TiCu、Ti(Cu,Al)2增加;延长保温时间,Ti、Al、Cu的扩散反应更加充分,TiCu、Ti(Cu,Al)2的量增加;在连接温度为T=1173K,连接时间为t=5min时,接头的剪切强度最大为125.4MPa。采用气体保护高频感应加热、AgCuZn钎料钎焊时,在一定的工艺条件下,接头中有脆性化合物和气孔生成,并产生了部分氧化。当连接温度为T=1133K,连接时间为t=5s时,接头最高剪切强度为124.4 MPa,达到了辐射加热真空钎焊的强度。因此可以认为 Ti3Al基合金采用AgCuZn钎料时,气体保护高频感应加热钎焊是比较理想的,可以替代辐射加热真空钎焊。采用气体保护高频感应加热、TiZrNiCu钎料钎焊时,接头的强度普遍偏低,最高的剪切强度只有102.1MPa,远远低于辐射加热真空钎焊的强度,其原因是接头中局部生成了过量的金属间化合物,且产生氧化,接头中含有较多的气孔等影响了接头强度,因此可以认为TiZrNiCu钎料不适合在非真空条件下的钎焊。通过采用Marc非线性有限元软件,对接头区在冷却过程中的应力变化、应力分布及裂纹敏感区域等进行了分析。模拟结果表明:在接头界面端点附近应力产生集中,钎料中的应力较大,若在此存在脆性相,则该处将成为接头的薄<WP=6>弱区,在应力的作用下,裂纹易在此产生;钎料层厚度及钎焊压力载荷对接头残余应力有影响,钎料层越薄,最大残余应力越小,但钎料层厚度不能太薄,其厚度主要决定于母材与钎料的性能;焊接过程中在垂直于Ti3Al面上施加载荷,随着所加载荷的增加,接头各处的残余应力值减少,应力分布情况基本不变,因此施加一定载荷有利于降低接头的的残余应力。