铝锂合金和钛合金在航空、航天工业有着广泛的应用,由于近年来制造业都在追求结构轻型化、结构功能一体化和低成本设计与制造,所以铝锂合金和钛合金的复合结构具有巨大的应用前景,但是由于钛、铝的物理化学性质相差较大,而且二者化学反应极容易形成脆性金属间化合物,所以这就给Ti/Al的焊接造成了一定的困难。本试验采用了电子束熔钎焊接方法,利用电子束的高深宽比、能量的精确可控性得到了可靠地Ti/Al异种合金焊接接头,该方法有效地控制了过渡层的组成。设计焊接接头设计试验、焊接参数的调整试验、偏束量的调整试验和焊缝根部强化焊试验等对照组试验进行工艺优化,分析了各组对焊缝成形规律的影响。并对某些对照组采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)及附带的能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究微观组织分布、元素分布规律和物相组成,最后采用静载拉伸试验和显微硬度测试对不同接头进行了力学性能评价。铝锂合金熔焊部分主要分为母材、热影响区、细晶区、柱状晶区、等轴晶区,在焊接过程中接头软化导致了焊缝强度降低。熔钎焊界面金属间化合物主要有棒状、锯齿状和胞状三种生长形态,生长情况受偏束量和界面位置决定,其中棒状金属间化合物对界面结合强度有增强,胞状结合强度最差。由线扫描可以发现,偏束量越大界面反应层越薄,同一焊缝从上至下反应层越来越薄。结合线扫描和区域扫描结果发现单相的棒状和锯齿状金属间化合物原子比例不稳定,所以做出了反位缺陷的猜想。通过焊缝物相分析发现,不同偏束距离的物相组成有部分差异,这跟界面反应温度有关,界面温度决定物相的转换是否彻底。经过工艺优化的焊接接头物相由TiAl3、Ti5Al11、TiAl、Ti3Al四种相组成,其中棒状、锯齿状和胞状金属间化合物组织的大部分是TiAl3,而这些组织的根部连续过渡层则存在Ti5Al11、TiAl、Ti3Al等金属间化合物。对工艺优化后的焊接接头通过静载拉伸试验拉伸强度可以达到260MPa。焊缝的拉伸断面可以分为韧性断裂面和脆性断裂面,韧性断裂面出现大量的韧窝和第二相粒子,脆性断裂面呈现解理刻面。断裂过程是由焊缝中下部区域开始出现断裂缝隙,随着延伸长度的变化,断裂面扩张最终韧性区域断裂。对于断口不同区域组织构成,脆性断裂部分主要是TiAl3,而韧性断裂部分主要是铝锂合金组织。