为了充分发挥镁合金和钛合金两种金属的互补优势,在降低结构件重量的同时满足强度的要求,有必要将两种金属进行焊接。TIG焊方法具有保护效果好、工艺简单、生产效率高、成本低等优点,在有色金属连接方面得到广泛应用。由于镁钛异种金属的熔点差异大、冶金相容性差,采用传统的TIG熔焊技术得到的接头性能难以满足工程结构对高性能焊接件的要求。本文针对镁钛异种焊接性差的问题,采用TIG焊方法对AZ31B镁合金与TC4钛合金进行搭接焊接,以扩大界面结合面积、适度增强界面结合力为目标,基于调控焊接热输入、改善焊缝金属在钛材表面铺展能力的思路,在优化焊接工艺的基础上,通过在母材之间添加铝、铜中间层,获得了焊缝成形良好的熔钎焊接头,分析对比了不同中间层材料的接头中焊缝金属的铺展性能,接头的微观结构、力学性能和耐蚀性能。研究成果表明:(1)在交流焊接电流70A,焊接速度100mm/min,焊枪与焊缝呈60°-70°的工艺条件下,可以获得焊缝成形良好的镁钛熔钎焊接头。熔钎焊接头包括界面结合区、焊缝区和热影响区三部分。(2)中间层材料对焊缝金属在钛合金表面的铺展性能有较大影响。无中间层、Al中间层、Cu中间层的接头中焊缝金属与钛的润湿角依次减小,分别为55°、45°、30°;接头中界面结合区的长度依次增大,分别为5 mm、7 mm、9 mm。(3)对于无中间层的镁/钛熔钎焊接头,焊缝[区主要由α-Mg基体和Mg17Al12强化相组成。镁钛异种金属通过在界面形成少量含Al的α-Ti固溶体和微量Ti-Al金属间化合物而形成弱结合,抗拉线强度仅为187.33 N/mm,断裂面位于界面结合区。与焊缝相邻的热影响区的镁基体晶粒粗化,其硬度比母材降低15%。(4)与无中间层的镁/钛熔钎焊接头相比,以铝为中间层的接头焊缝区内的Mg-Al共晶组织和Mg17Al12相的数量增加,硬度相应增大。接头的抗拉线强度为279.33N/mm,提高了 49%。断裂面位于焊缝区内,表现为脆-韧性混合型断裂。(5)与无中间层的镁/钛熔钎焊接头相比,以铜为中间层的接头的界面结合区形成了含Al、Cu的Ti基固溶体,焊缝区的共晶体量明显增加。热影响区形成了宽约0.35 mm的晶界渗透区,其中沿基体晶界分布的化合物抑制了 α-Mg基体晶粒长大,且具有一定的强化作用,该区域的硬度比镁合金母材提高了 45%。接头的抗拉线强度最高达到432.67 N/mm,比无中间层接头提高130%。(6)Cu中间层、Al中间层、无中间层的接头焊缝的自腐蚀电流密度依次减小,焊缝的耐蚀性依次增强。