TC4钛合金具有较高的比强度和比刚度同时兼具良好的塑性和韧性、抗腐蚀能力强等优点,在航空航天、汽车和军工等行业有着广泛的应用前景。38MnVS6非调质钢作为柴油发动机锻钢活塞材料受到越来越广泛的关注。结合两种材料各自的优势,本文对TC4钛合金和38MnVS6钢的钎焊连接进行了研究探索。采用座滴法探索研究了不同钎料体系对TC4钛合金和38MnVS6钢的润湿性;通过SEM背散射观察接头界面组织,采用EDS能谱、XRD衍射分析接头焊缝中的相;通过测试接头的室温拉剪强度来评价接头的力学性能;并尝试揭示钎焊连接过程的机理。通过不同钎料体系对TC4钛合金和38MnVS6钢表面的润湿性试验可知,三种钎料对TC4钛合金母材的润湿性良好;TiZrNiCu非晶钎料对38MnVS6钢的润湿性较差,AgCu共晶钎料和AgCuTi3.5钎料对38MnVS6钢的润湿性良好;AgCu/38MnVS6润湿体系中界面没有发现明显的反应产物,该润湿体系的润湿机制是界面自由能变化控制;而AgCuTi/38MnVS6润湿体系中界面出现明显的反应层,此时的润湿机制是反应驱动润湿。通过TiZrNiCu非晶钎料钎焊连接TC4钛合金/38MnVS6钢的试验中可以发现:钎焊连接温度、保温时间、钎料箔片厚度对钎焊接头的组织和性能都有较大的影响;该钎焊体系的最佳连接工艺参数为:钎焊温度为930℃、保温时间为20min、钎料箔片厚度为90μm,此时接头的室温拉剪强度为104MPa,此时接头焊缝主要由钛基固溶体和多种金属间化合物组成。采用AgCuTi钎料能够实现TC4钛合金和38MnVS6钢良好连接。该体系典型的界面组织为:TC4钛合金/扩散区/反应层区(包括Ti2Cu、TiCu、TiCu2反应层)/焊缝中间区/TiC反应层区/38MnVS6钢。最佳的钎焊连接工艺参数:钎焊温度为880℃、保温时间为10min、钎料箔片厚度为80μm,接头室温拉剪强度最大为195MPa。采用AgCuTi+Si3N4复合钎料可以将接头的室温拉剪强度提高至225MPa。钎焊连接过程大致分为以下几个阶段:钎料初始熔化阶段、钎料和母材元素扩散阶段、扩散层和反应层形成阶段、TiC反应相长大并形成连续反应层阶段、银铜共晶组织消失阶段、Ag基固溶体消失阶段。