随着时代的发展,科技的创新带给人们更丰富更便利的生活,而TiNi形状记忆合金因为具有其良好的形状记忆效应、伪弹性、强耐腐蚀性、高疲劳寿命以及良好的生物相容性等特点,被广泛地应用于医学医疗、航空航天、汽车制造、智能机器人等各领域。激光焊接作为精密器件材料连接领域中的重要技术之一,在TiNi形状记忆合金材料的连接中也受到广泛地关注,而在激光焊接过程中,焊缝金属受激光热传递的影响,其微观组织及原子比例相比于TiNi合金母材有着明显的差异,导致焊缝金属中组织发生变化,焊缝金属的形状记忆行为也随之发生变化,为了得到与母材记忆性能相近的焊缝金属,对其作出相关研究。本文利用Nd:YAG激光焊接系统实现了TiNi形状记忆合金材料的连接,与此同时以Nb丝为中间层材料,通过脉冲激光对接焊的方法添加不同直径Nb丝来改进TiNi激光焊焊缝金属的记忆行为。改变单一变量（激光功率、Nb丝直径）,确定TiNi形状记忆合金的焊接工艺。利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、差示扫描量热法（DSC）、微区X射线衍射（XRD）、纳米压痕测试及拉伸试验等测试方法研究Nb含量对TiNi形状记忆合金的微观组织、记忆效应及力学性能的影响及规律,得到与TiNi母材形状记忆性能相近,力学性能良好的焊缝金属。相关结论如下:通过添加不同直径Nb丝,获得成形良好且无明显缺陷的TiNi激光焊接头,添加0.06mm、0.1mm、0.14mm Nb丝的激光焊接头,所选激光功率分别为:11.2W、12.8W、16W。通过EDS分析得到,随着Nb丝直径的增加,其焊缝中Nb含量从0%增加到6.26%。各接头均呈现“椭圆形”横截形貌,接头组织无明显变化,熔池边缘存在平面晶和胞状晶组织,靠近熔池区域的柱状晶排列整齐,且生长方向均向着熔池中心方向。Nb含量的增加,使熔池液态金属的粘度提高,其“洋葱环”痕迹越发明显。在室温状态下,TiNi母材组成相主要为CsCl结构的母相B2和单斜结构的马氏体相B19’,其主要以卸载时可以自动恢复的超弹性为主,从衍射峰强度角度发现,熔池金属仍以B2相为主,存在部分B19’相,相比与TiNi母材,B19’相有所增加。随着Nb元素的加入,发现有部分Nb原子固溶于TiNi中,另一部分Nb原子与Ti原子生成Nb Ti金属间化合物。Nb含量进一步增加,焊缝金属中B2相与B19’相的相组成比例随着减少,直径为0.14mm Nb丝（6.62%）的焊缝金属中B2相与B19’相的相组成比及TiNi原子比更接近于母材。通过DSC测试,在TiNi母材以及添加不同Nb含量的焊缝金属中,诱发马氏体相变过程为B2（?）R（?）B19’转变,则马氏体逆转变过程为B19’（?）B 2转变,随着Nb含量的增加,TiNi合金激光焊接接头金属中的富Nb相的含量也逐渐增加,这样Ni-Ti基体相中的Ti原子含量相对Ni原子要减少的多。另一方面,其富Nb相的颗粒尺寸随之增大造成晶格畸变,阻碍B2相转变成B19’相的过程,Nb原子的增加生成了更多的Nb Ti金属间化合物,产生了更大的应力场,对相变的机械阻碍作用同时则逐渐增大,为了使B2相转变成B19’相顺利,则Ms温度需要产生更大的过冷,所以导致Ms温度降低。随着Nb含量的增加,接头焊缝金属的硬度随之提高,不添加Nb丝的焊缝金属硬度较母材更低,其硬度值为235HV0.2,当Nb丝直径为0.06mm时,其硬度值更接近与母材硬度,其平均显微硬度达到243HV0.2。其抗拉强度为721MPa,延伸率约为26.08437%,接头拉伸性能良好。从能量的角度分析得到母材的自弹性恢复率为50.61%,随着Nb含量的增加,其自弹性恢复率随之降低,其添加0.06mm Nb丝的TiNi激光焊缝金属的自弹性恢复率较好为48.62%,达到母材自弹性恢复率的96%。