钛基非晶合金具有许多优良特性,但由于制备条件的苛刻,大尺寸块状钛基非晶合金的工业应用受到限制。激光焊接是解决大尺寸、复杂结构钛基非晶合金构件制造的有效途径。但是,国内外关于钛基非晶合金的激光焊接研究较少。本论文以钛基非晶合金和β-Ti枝晶增强的钛基复合非晶合金为对象,开展两种材料在Nd:YAG脉冲激光焊接条件下的焊接特性研究。分别进行了不同条件下两种材料的激光熔凝实验和对接焊接工艺实验,并制备了焊接接头和金相试样。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和显微硬度测试等分析检测方法对焊接接头的表面形貌、微观组织、元素分布以及力学性能进行了研究。通过研究,得到以下结论:(1)钛基非晶合金(本文简称“MG”)激光熔凝时,接头熔化区(FZ)内部、热影响区(HAZ)、FZ-HAZ过渡区未发现气孔、裂纹等冶金缺陷。FZ和HAZ的微观组织受激光热输入影响较大。当激光热输入较小时,FZ未发现明显晶化现象,微观组织与母材(BM)接近,且无明显HAZ。随着热输入的增大,FZ出现粗针状(长约10μm)的富Cu晶化相;随着热输入的进一步增加,FZ主要析出短条状(长约5μm)的富Zr晶化相。HAZ随着热输入的增加先后析出细针状、网格状及花瓣状的富Cu相。(2)β-Ti枝晶增强的钛基复合非晶合金(本文简称“MGC”)在激光熔凝后,接头未见气孔或裂纹。在FZ和BM之间也未发现明显的HAZ。FZ的微观组织主要由球形的β-Ti晶粒和非晶基体组成。FZ中经过熔化、凝固形成的β-Ti晶粒为纳米级(0.1～1μm),明显小于BM中的β-Ti晶粒(6～10μm)。较大的激光脉冲能量将导致FZ的晶粒长大。激光激发电流大时会给液态熔池带来强烈的冲击和震荡作用,造成凝固组织中晶粒更加细小。元素分析表明Mo原子趋于进入β-Ti晶格形成置换固溶体。硬度测试的结果显示熔化区暗色区域(主要为非晶基体)硬度最高,达到607 HV。FZ中填充有密集的β-Ti晶粒的区域的最高硬度为531 HV;BM硬度波动较大,取决于测试位置,为448～572 HV。(3)采用脉冲激光可以实现MGC-MG异种材料对接焊接。在激光激发电流100 A,脉冲宽度1 ms,频率30 Hz,焊接速度400 mm/min参数下,焊缝表面成型良好,未见裂纹、气孔、夹杂等焊接缺陷。焊接接头的微观组织为非晶合金基体和其上不均匀分布的尺寸约0.5～2μm的β-Ti小晶粒。焊接接头中未观察到明显的HAZ。FZ区域的显微硬度取决于β-Ti晶粒与非晶合金的混合状态,FZ区域的显微硬度介于MG材料和大尺寸β-Ti枝晶之间。