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本文对异种难焊材料Ti60钛合金与GH3128镍基合金进行了电子束焊接,分析了两者直接焊存在的主要问题,研究了添加单一组元Cu或V作为填充层和复合元素CuCr合金、Cu2 V合金作为填充层对焊缝组织和力学性能的影响,并通过改进将Cu/V作为梯度填充层进行了钛合金与镍基合金的电子束焊接。采用了光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备对接头组织进行了分析;通过拉伸强度试验和显微硬度试验对接头力学性能进行了评定。钛合金与镍基合金的直接电子束焊接试验表明,钛/镍接头在焊后随即开裂,在焊缝内生成大量的TiNi、Ti2N i脆性金属间化合物,使接头显微硬度达到了900 HV,限制了接头的有效连接。采用Cu组元作为填充层进行的钛/镍焊接接头,实现了两者的有效连接,焊缝组织由固溶体+化合物组成,固溶体的存在提高了焊缝的塑性,有助于缓解内应力。焊接束流和速度通过影响母材的熔化量,来影响界面化合物层的厚度,控制接头的力学性能。添加铜填充层的焊缝接头抗拉强度可达到228 MPa,拉伸断裂在近钛侧。添加V组元的钛/镍焊缝接头由钛基固溶体、钒基固溶体和Ni3 V、N iV3金属间化合物组成,化合物层的存在限制了接头性能的提高,使抗拉强度最高仅为163 MPa,在近镍侧的显微硬度最高为924 HV,极大增加了焊缝的脆性,降低了接头力学性能。基于添加单一元素作为填充层的试验,进行了添加Cu Cr合金和Cu2 V合金作为填充层的钛/镍电子束焊接。添加CuCr合金并通过在镍基合金与填充层界面处下束的方式,获得了以镍基固溶体+铜基固溶体+铬基固溶体+Ti2C u/α-Ti的组织形式的接头,使抗拉强度提高到264 MPa。添加Cu2 V合金的钛/镍焊接接头,由于在焊缝中存在较多的Ti-Ni-Cu三元相,导致接头的力学性能较差,抗拉强度仅为173 MPa。为进一步提高钛/镍电子束焊接接头性能,在母材中间添加了Cu/V梯度填充层进行了焊接,利用铜不与镍形成化合物,钒不与铜形成化合物,钛不与钒形成化合物的特点,实现了焊缝组织为Ti60/(Ti,V)+V(s,s)+TiCu/V(s,s)+Cu(s,s)/N i(s,s)/GH3128的结构形式。结合对焊接道数和焊接顺序的调整,获得了较好的焊接接头,抗拉强度为392 MPa,达到了镍基合金母材的47%。