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本文对30mm厚的WC-Co硬质合金与45钢电子束焊接进行了研究。WC-Co与45钢之间的电子束焊接性较差，焊后接头中极易出现裂纹缺陷。本文在综合考虑接头组织和应力的分析结果基础上，设计了用于WC-Co与45钢电子束焊接的填充层，以控制接头质量。借助于光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段，并结合数值模拟结果，对接头形成过程、接头裂纹产生原因及预置填充层的止裂机理进行了研究，并对接头组织转变过程进行了分析。WC-Co/45钢EBW接头与WC-Co/Ni-Fe/45钢EBW接头的形成过程基本相似，均是由熔点较低的45钢或填充层与45钢形成熔池，而后在WC-Co上润湿、铺展而形成的熔钎焊接头；且在WC-Co界面处形成了扩散反应层，保证了焊缝与WC-Co的有效冶金结合。WC-Co与45钢直接电子束焊接接头易产生宏观裂纹，接头组织和焊后接头残余应力是两个主要致裂因素。对接头组织分析结果表明，WC-Co/45钢EBW接头焊缝区组织主要由马氏体、残余奥氏体及“鱼骨状”Fe3W3C碳化物构成，且WC-Co界面处的WC颗粒边缘生成了脆硬相Fe3W3C，接头的塑性变形能力较差，从而成为接头开裂的组织因素；应力场分析结果表明，焊缝区及WC-Co母材上的应力均较大，导致WC-Co/45钢接头中产生裂纹缺陷。选用Ni-Fe填充层，对WC-Co与45钢进行了电子束焊接试验。试验结果表明，接头裂纹产生倾向减小。通过优化焊接工艺参数，最终获得了无裂纹缺陷的WC-Co/Ni-Fe/45钢电子束焊接接头。对WC-Co/Ni-Fe/45钢EBW接头组织和力学性能进行了分析，解明了接头的止裂机理。WC-Co/Ni-Fe/45钢EBW接头焊缝区组织由γ-Fe及“鱼骨状”碳化物FeW3C和Fe3W3C构成，且在WC-Co界面处的WC颗粒边缘无脆硬相Fe3W3C生成，因而接头塑性变形能力得以提高；此外，应力场分析结果表明，接头焊缝区及WC-Co界面处的应力值均较小。综合接头组织和应力分析结果，可知接头的裂纹产生倾向降低。接头力学性能分析结果表明，WC-Co/Ni-Fe/45钢接头平均抗拉强度达到541.48MPa，断裂发生在WC-Co界面处；平均抗剪强度达到432.64MPa，断裂发生在45钢界面附近；且断裂均呈现明显的脆性断裂特征。