基于铝合金与不锈钢的焊接特性,提出采用双温扩散焊新型工艺连接铝合金和不锈钢。使用镀Cu层、镀Ag层,Al-Si合金箔作为中间反应材料,在不同的连接温度和保温时间条件下,对6063铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢的双温扩散焊进行了较为系统的研究,借助光学显微镜、SEM、EPMA、XRD等分析测试手段对连接过程的润湿铺展行为、晶界渗透现象、接头微观组织与结构、双温扩散焊焊缝微观成缝过程等进行了较为详细的分析;测试了接头力学性能,优化了焊接工艺参数。主要研究成果如下对于6063铝合金/镀Cu层/1Cr18Ni9Ti不锈钢双温扩散焊,Al-Cu共晶液相对6063铝合金基体具有较好的润湿性,其机理是润湿铺展和反应铺展共同作用的结果;在不锈钢一侧界面生成了Fe-Al、Al-Cu金属间化合物,工艺参数增大,反应层厚度显著增加,焊缝中心主要由Al-Cu共晶组织构成。产生晶界渗透的关键因素在于晶界与基体原子互扩散通量不等,促使空位向晶界扩散造成的,计算表明Al-Cu共晶液相沿6063铝合金晶界渗透速度为1.3297×10-8m/s。中间反应材料镀Cu层溶解迅速,焊缝液相区达到的最大宽度为400.583μm。低温扩散温度和保温时间对接头强度的影响非常显著,温度过低和时间太短接头强度呈下降趋势。模拟计算了Fe元素与Al元素在Fe3Al和AlCu4金属间化合物中的浓度分布,并与EPMA实测结果进行了比较,两者基本吻合。对于采用镀Ag层双温扩散焊连接6063铝合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢,焊缝组织主要由富Ag相、Al(Ag)固溶体、Ag-Al和Fe-Al金属间化合物构成。在连续保温过程中因Ag与铝合金发生体积扩散造成晶界渗透消失。焊缝中首先产生Ag-Al金属间化合物,Fe-Al金属间化合物的产生具有延迟特性。与接触反应钎焊相比,焊缝组织生长速度更易控制。镀Ni层具有良好的阻隔效应。界面金属间化合物反应层厚度与低温保温时间的平方根成正比,其生长激活能为162.39KJ/mol。对于6063铝合金/Al-Si/1Cr18Ni9Ti不锈钢双温扩散焊,保温时间对共晶液相在铝合金上润湿铺展的影响较小,而对不锈钢影响较大。保温温度越高,加热时间越长,焊缝区域的共晶组织量减少,初生Si及共晶Si出现长大现象,不锈钢一侧界面的Fe-Al金属间化合物厚度明显增厚。双温扩散焊微观成缝过程分成四个阶段,即填缝、液相区增宽、等温凝固和低温扩散保温消除微观缺陷。接头强度较低,不锈钢表面的不充分润湿及界面Fe-Al金属间化合物是造成接头强度较低的主要原因。本文在试验研究的基础上,基于菲克扩散定律建立了在双温扩散焊条件下界面金属间化合物生长速度与保温时间的数学关系式,揭示了双温扩散焊焊缝成缝机理,对晶界渗透现象进行了定性描述,计算了Al-Cu共晶反应速度,综合比较了制约接头强度的关键因素,所获得的成果对于丰富双温扩散焊的相关理论将起到积极的作用。