镁合金具有比强度、比模量高,密度低、制造成本低、散热性好,阻尼减振降噪能力强、能屏蔽电磁辐射等优点而日益受到重视,但镁合金在高温条件下的力学性能、耐腐蚀性能等不佳很大程度的限制了其应用。由于钛合金具有高的比强度、耐热与耐蚀性好、断裂韧性强等特点,而在航空航天、地质勘探等领域得到重用。为了发挥镁钛异种金属各自的性能优势,进一步扩大镁合金作为结构件在高新技术领域的应用,很有必要将镁合金与钛合金连接起来获得界面结合牢固的焊接接头,这样既可以降低结构重量又可以节约材料。本文以探索镁-钛异种材料的焊接性能为目的,采用纯Ni箔、Cu箔、Al箔为中间层材料,进行了AZ31B镁合金/Ti-6Al-4V钛合金的瞬间液相扩散连接试验研究,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、显微硬度计、强度分析等测试方法,研究了不同中间层材料及焊接工艺参数与焊接接头微观组织结构、元素行为、接头力学性能等之间的关系,确定最佳工艺参数范围,探讨接头形成机理,以获得理想的镁-钛异种材料瞬间液相扩散连接接头。研究结果表明,采用纯Ni箔、Cu箔、Al箔为中间层材料,在焊接温度520℃~540℃、保温时间5min~30min的条件下均可实现AZ31B镁合金与Ti-6Al-4V钛合金的冶金结合。以Ni箔为中间层的AZ31B/Ti-6Al-4V接头的界面扩散区呈层状结构分布,由镁合金侧至钛合金侧的显微组织依次为:α-Mg固溶体、(α-Mg+Mg-Al-Ni)共晶组织、MgAl-Ni三元金属间化合物、Ti3Al化合物,Ti(Mg,Al)固溶体及少量Mg17Al12。扩散区硬度从钛侧至镁侧呈不断减小趋势,520℃、10min时的接头显微硬度达到最大,约为330.09HV。接头的剪切强度随保温时间的延长呈先增大后减小的趋势,520℃、10 min的接头剪切强度值达到最大61 MPa,约为AZ31B母材的43%。接头的剪切断裂面位于钛/镍界面附近,断口呈韧-脆混合断裂。以Cu箔为中间层的AZ31B/Ti-6Al-4V接头显微组织从Ti-6Al-4V侧向AZ31B侧依次为:γ-Cu固溶体,Cu3Ti、Cu2Al化合物,Mg-Cu-Al三元金属间化合物,Mg17(Cu,Al)12及(α-Mg+Mg2Cu)共晶组织。接头硬度从钛侧至镁侧呈先减小后增大最后再减小的趋势,520℃、20min时的接头显微硬度值最大,为292.87HV。接头的剪切强度随保温时间的增加呈先上升后趋于平缓的规律,520℃、20 min的接头剪切强度达到最大值69 MPa,约为AZ31B母材的49%。接头沿铜/镁界面发生剪切断裂,断口呈韧-脆混合断裂。以Al箔为中间层的AZ31B/Ti-6Al-4V接头显微组织从钛侧到镁侧的显微组织依次是:α-Ti固溶体、Ti3Al化合物,(α-Mg+Mg2Al)共晶组织及少量Mg17Al12化合物。接头显微硬度呈阶梯状下降趋势,540℃、10min时的显微硬度最大,为306.87HV。接头的剪切强度随保温时间的延长呈先增大后减小的规律,540℃、20min的接头剪切强度达到最大值71MPa。接头剪切断裂沿钛/铝界面发生,断口韧窝明显。