不锈钢与钛合金复合结构能实现轻量化制造且具有较好的经济性,在航空航天、石油化工、核工业及机械电子等高科技领域具有重要的实用价值和理论意义。本论文采用Cu/Nb复合中间层进行不锈钢和钛合金的扩散焊、激光焊和电子束焊连接,探究工艺参数对焊接性能的影响,阐释其界面组成及结合机理,研究了采用Cu/Nb复合中间层进行AISI316L不锈钢与TC4异种金属扩散焊、激光焊和电子束焊的焊缝形成过程。利用Cu/Nb复合中间层对AISI316L不锈钢与TC4钛合金进行扩散焊接,探究了扩散焊接温度和保温时间对界面显微组织和接头力学性能的影响。当扩散焊接温度低于950°C时,Cu/Nb复合中间层可以实现钛合金与不锈钢的塑性过渡,接头组成为TiA/α-βTi/Nb/Cu/SS。通过EDS及XRD分析,在950°C下保温90 min,界面物相主要为α-βTi、β-（Ti,Nb）、Cu_0.5Fe_0.5Ti、Fe₂Ti、Fe Ti、λ₁、TiC、CuTi、Ti₂Cu、Fe_9.64Ti_0.36和χ相。在900°C下保温90 min,可得到最高抗拉强度489 MPa,焊缝最小硬度值为99 HV。当扩散焊接参数较低时,焊接接头断裂于Cu/Nb界面处。在900°C下保温90 min,断面位于剩余铜箔处,含有大量韧窝,为塑性断裂。在950°C下保温90 min,接头沿着脆性金属间化合物处断裂,断面包括解理断裂及层片状断裂,为脆性断裂。利用激光焊接对不锈钢与钛合金进行焊接,采用过渡层为Cu/Nb复合夹层及Nb单夹层。当采用Cu/Nb复合夹层为过渡层,焊接功率较高时,容易在钛合金及铌层熔区形成热裂纹,焊缝裂纹主要沿晶界扩展。在铜铌界面处,铜、铌、钛互熔,形成Ti₂Cu₃、TiCu₄、Ti₂Cu及Nb基固溶体。降低激光焊接功率,焊缝主要成分为TiCu₄、铜基及铌基固溶体。在靠近焊缝热裂纹区域,硬度升高至401.1HV,为焊缝硬度最高区域。焊缝最高平均抗拉强度为95.54 MPa,拉伸断面较粗糙,断面突出及凹陷区域为晶粒的断裂或拔出形成,可观察到树枝状形貌及韧窝结构,为混合断裂模式。采用Nb单夹层为过渡层,焊缝形成大量NbFe、NbFe₂和Nb基固溶体,导致焊缝在热应力下自发断裂。断裂位于铌不锈钢界面,形成解理台阶和河流花样,为脆性断裂。利用Cu/Nb复合中间层对AISI316L不锈钢与TC4钛合金进行了电子束焊接,探究了偏束对界面显微组织和接头力学性能的影响。两次焊接时,电子束焊接铜夹层时,偏束越靠近铌侧,焊缝铁、铬含量越少,物相变化依次为NbFe+（Nb）+NbCr₂、NbFe+NbFe₂+Cr_1-xFe_x+（Cu）、Nb Fe+（Cu）+（Nb）。焊缝强度逐渐提高,最高平均抗拉强度为148.77 MPa。焊缝拉伸断面由脆性断裂转变为韧脆结合的断裂。由于铜铁固溶体、铌钛固溶体的形成,母材硬度提高,但焊缝整体硬度不超过400 HV。一次焊接时,在铌-铜界面形成铌基固溶体。在铜与不锈钢侧,形成浅灰色区域,为NbFe₂及铜基固溶体。钛合金与铌层之间的熔区,主要物相为NbCr₂、NbFe和Nb基固溶体。拉伸断面形成河流花样及孔隙缺陷,呈现为脆性解理断裂特征。