钛/铝异种金属复合构件能够同时兼备钛合金和铝合金的性能优势,满足不同工作条件对材质的要求,被广泛应用于航空航天、汽车产业等领域。然而由于钛、铝都是活性金属,两者在熔点、热导率、线膨胀系数和晶格结构等物化性能上存在较大差异,且极易生成脆性的金属间化合物,使得钛/铝异种金属的连接存在较大困难。电弧焊接方法具有优良的经济性和灵活性,但是由于其较高的电弧温度和高温停留时间,使得在异种金属连接方面受到限制。外加纵向磁场能够对焊接电弧及熔滴过渡进行优化调控,有效控制焊接热输入,有望改善传统电弧焊接方法的不足。本文选用ER4043焊丝,采用外加纵向磁场辅助冷金属过渡技术对2mm厚度的6061-T6铝合金和1mm厚度的TA2工业纯钛进行搭接实验。文中首先研究了纵向磁场辅助钛/铝异种金属熔钎焊接头的焊缝成形、力学性能及断裂机理。研究表明,外加纵向磁场能够显著改善钛/铝异种金属焊接接头的焊缝成形,增强焊缝金属在钛合金母材表面的润湿铺展性,界面有效连接面积增加。对接头力学性能分析表明,在外加纵向磁场的作用,焊接接头的拉伸强度整体上得到提高。随着磁场励磁电流的增加,接头断裂位置由钎焊界面处转变为钛合金母材侧,呈现韧性断裂模式。接着研究了磁场辅助钛/铝异种金属熔钎焊接头的界面微观组织及结构特征。焊接接头分为三个区域:铝母材侧熔化区、焊缝中心区及钛母材侧钎焊连接区。外加纵向磁场能够细化晶粒组织,从焊缝区、熔合区到母材,显微硬度值逐渐增加并且变化趋势逐步平缓。钛母材侧钎焊连接区的界面微观组织分析表明,外加磁场能够抑制界面脆性化合物的生长,化合物层的厚度随着磁场励磁电流的增大逐渐减小。最后分析了外加纵向磁场对焊接电弧、熔滴过渡及焊接热循环的影响规律。焊接电弧在纵向磁场的作用下发生一定程度的扩展,增加了电弧在钛母材表面的加热面积。在外加纵向磁场作用下,焊接熔滴在下落过程的同时,围绕着焊丝轴线做圆周运动,焊接熔滴的形状由球形变成椭球形,熔滴尺寸变大。随着磁场强度的增大,熔滴的过渡频率呈减小趋势。最后,总结提出外加纵向磁场辅助钛/铝异种金属电弧熔钎焊接头形成机理及界面微观组织演变规律。