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4J29 Kovar合金/4J36 Invar合金和TC4钛合金的复合构件具有轻质和经济适用性好等特点,同时可以集成性能优点,提高构件的使用性能,在机械工业、电子制造、化学化工、船舶工业以及航空航天等领域展现了不错的应用前景。然而,在复合构件的焊接中,容易在焊缝中产生脆性相以及残余应力,所以复合构件在焊缝处容易发生脆性断裂。为了找到提高复合构件焊接质量的方法,首先开展了4J29 Kovar合金和TC4钛合金的真空扩散焊,以Co箔作为中间夹层,然后开展了4J29 Kovar合金和TC4钛合金的真空电子束焊,以Cu箔和Nb箔的组合作为中间夹层,最后开展了4J36 Invar合金和TC4钛合金的真空电子束焊,以V箔和Fe箔的组合作为中间夹层。随后,分析了焊接工艺参数以及夹层的植入对焊缝显微组织和焊接接头机械性能的影响,明确了不同条件下焊接接头焊缝的形成机理。添加Co夹层对4J29 Kovar合金和TC4钛合金进行真空扩散焊接,探究了焊接温度的选择对焊缝微观组织以及焊接接头机械性能的影响。添加Co夹层后,焊缝中没有产生明显的缺陷。钛合金与Co夹层之间的界面主要由Ti Co3、Ti Co2、Ti Co和Co Ti2组成。这些Ti-Co相的存在以及钛合金魏氏组织的形成严重降低了焊接接头的抗拉强度。而Kovar合金与Co夹层之间的界面主要由Co的固溶体组成。在825°C下,焊接接头具有最大的抗拉强度,仅为58.5 MPa。Ti-Co相的厚度会随着焊接温度的上升而不断增加,进一步损害焊接接头的抗拉强度。在拉伸测试中,接头的断口表面都表现出脆性断裂的特征。随着焊接温度的升高,断裂位置逐渐接近Co Ti2和钛合金之间的界面,表明Co Ti2的脆性最高。当焊接温度太高以及保温时间太长时,由于较厚Ti-Co相和钛合金魏氏组织的产生,4J29-Co-TC4扩散焊接接头质量较差。因此,在以后的工作中应采取较低的焊接温度和较短的保温时间来进行焊接。4J29 Kovar合金和TC4钛合金的真空电子束焊接通过Cu/Nb复合夹层的加入来实现,主要分析了Nb箔厚度的变化对焊缝区微观组织和焊接接头机械性能的影响。结果表明,焊缝的表面比较平坦且连续,没有产生明显的焊接缺陷。Nb箔为0.22 mm时,钛合金与Cu/Nb复合夹层焊缝区的微观组织主要由Ti固溶体和Fe Ti组成。Nb箔为0.40 mm时,钛合金与Cu/Nb复合夹层焊缝区的微观组织主要由Ti固溶体和Cu Ti2组成。Nb箔厚度的增加可以促进了钛合金侧焊缝区中Ti固溶体的形成,有利于提高焊接接头的韧性。在两种情况下,Kovar合金与Cu/Nb复合夹层之间的结合较好。此外,Cu0.5Fe0.5Ti都在钛合金侧的焊缝区中形成。拉伸测试结果表明,焊接接头均在钛合金侧的焊缝区中发生断裂。Nb箔为0.40 mm时,可以阻碍大量的Fe原子向钛合金侧焊缝区的扩散,从而促进Ti固溶体和少量Cu Ti2的形成,并消除Fe Ti的存在,焊接接头的抗拉强度被有效地增加到150 MPa,且焊缝区中的硬度发生急剧下降。因此,Cu/Nb复合夹层的使用可以增加焊缝区中固溶体的含量,并提高4J29 Kovar合金和TC4钛合金的焊接质量,但由于焊缝中存在熔化不足的缺陷,导致接头抗拉强度较低,所以需要进一步优化焊接参数来消除这一缺陷。通过添加V/Fe复合夹层实现了4J36 Invar合金和TC4钛合金的真空电子束焊接,并探索了电子束流的改变对焊缝区微观组织和焊接接头机械性能的影响。当采用的电子束流大小为9 m A和10 m A时,钛合金与V夹层的焊缝区中发生熔化的金属主要为钛合金,两者之间不存在良好的冶金结合。Invar合金与V夹层的焊缝区中存在未熔化的Fe夹层,并发现了裂纹的存在。当电子束流增加到11 m A时,焊接接头获得了较好的抗拉强度（168.8 MPa）。钛合金与V夹层焊缝区中的微观组织主要由V含量较高的Ti-V固溶体组成。Invar合金与V夹层之间焊缝区的微观组织主要由Fe固溶体和少量的Fe-V固溶体组成,焊缝区的平均硬度值仅为203 HV。电子束流为12 m A时,在Invar合金侧焊缝区与V夹层的界面处存在大量的脆性σ相,极大地提高了焊缝的裂纹敏感性。因此,V/Fe复合夹层的添加可以有效地避免焊缝中脆性金属间化合物的产生,提高了4J36Invar合金和TC4钛合金的焊接质量,为了进一步提高焊接质量,可以通过调整束偏移的位置来降低退火V的影响。