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Ti-6Al-4V鈦合金具有高比強度與優異耐腐蝕性，Inconel 718鎳基高溫合金則兼具優異高溫強度與熱穩定性，二者均具有重要應用前景。實現二者高質量連接，可使同一構件同時滿足輕量化與高溫服役能力，在高端裝備研制中應用前景廣闊。然而，鈦合金與鎳基合金之間冶金相容性較差，直接焊接易生成大量脆性金屬間化合物，導致接頭韌性不足、承載能力受限。現有激光焊接技術雖可在一定程度上改善界面反應，但仍普遍存在界面組織不均勻、脆性相難以有效抑制、接頭強度有限等問題。針對上述問題，中國科學院上海光學精密機械研究所研究團隊，提出了基于超細激光光斑能量調控的新型激光焊接方法，實現了界面微結構重構，顯著提升了Ti-6Al-4V/Inconel 718異種接頭力學性能。研究團隊采用單模超細激光光束結合單層Cu中間層進行焊接，并通過熱輸入精準調控實現界面組織優化。研究表明，超細光斑可有效提高冷卻速率、縮小母材熔化范圍，并抑制Ni、Fe、Cr等元素向Ti/Cu界面擴散，促進Ti側過渡層由非均勻雙層脆性結構向Ti–Cu梯度結構轉變。該梯度結構成分與硬度分布連續，可有效緩解界面性能突變，提升接頭承載能力。研究進一步證實，優化后的界面組織可有效改變裂紋擴展路徑，提升接頭斷裂抗力與綜合力學性能。力學測試結果顯示，經超細光斑工藝優化后，接頭抗拉強度由常規工藝的260MPa提升至538.8MPa，優于已報道的傳統Ti/Ni異種激光焊接接頭性能。該研究為Ti-6Al-4V/Inconel 718等異種材料高可靠激光連接提供了新的技術路徑。????近日，相關研究成果發表在《材料加工技術雜志》（Journal of Materials Processing Technology）上。研究工作得到上海市的支持。論文鏈接母材熔化量、Ti/焊縫界面元素擴散及過渡層內微觀組織演化示意圖