行波管(travelling-wave tube,TWTs)作为微波器件中的核心部件,其主要部位(如阴极支撑结构)常采用Ta、Mo等难熔稀有金属进行制造。为控制组件生产成本、发挥材料优良性能,常需要进行异种难熔金属间的连接,激光焊接技术是完成组件中材料连接的常用手段。但难熔金属的可焊性较差,难以获得力学性能良好的接头,接头中裂纹等缺陷是造成组件服役寿命下降的一项重要原因。本文针对0.2 mm厚Ta/Mo异种金属薄板的激光对接展开研究,采用金相显微镜、扫描电镜、微区XRD、显微硬度及拉伸试验等分析测试手段,对接头的裂纹形貌、形成原因及抑制措施进行了探讨,并通过填充材料Ti、Ni的添加,完成了Ta/Mo异种金属的连接,研究了填充材料对接头组织及力学性能的影响。所得结果表明:Ta/Mo异种金属接头中,裂纹以宏观穿晶裂纹和沿晶微裂纹组成,接头断口脆性大,无塑性变形特征,为解理断裂。杂质元素在晶间的偏聚是导致Ta/Mo接头中结晶裂纹形成的根本原因,Ta、Mo所形成的固溶体显著增大了焊缝的显微硬度,导致焊缝韧性的下降,焊缝晶粒粗大、材料的力学性能失配恶化了接头性能,焊接热循环应力作用下促使裂纹进一步扩展。通过焊前预热可以在一定程度上降低接头中的裂纹倾向,但并没有达到抑制焊缝裂纹的目的。通过Ti、Ni填充材料的添加,均可以抑制Ta/Mo激光焊接头中裂纹的产生,选用激光功率20.8 W、脉冲宽度5 ms、脉冲频率4.5 Hz、光斑直径0.3 mm时,两者均达到其接头的最大抗拉强度。其中Ta/Ti/Mo接头强度达到与Ta母材等强,拉伸试样自Ta母材断裂;Ta/Ni/Mo接头平均强度达到Ta母材强度的81%,拉伸试样自Ni/Ta侧熔合线附近断裂。添加低熔点填充材料可降低焊接所需的热输入,且绝大部分激光作用于填充材料,继而减少接头中Mo的熔化量,抑制了Ta、Mo接头中的裂纹产生。由于填充材料与母材巨大的熔点差异,所择工艺条件下得到的接头中既包含熔化焊特点,也有钎焊特征出现。填充材料的不同主要造成了熔合线附近组织的区别,以Ti为填充材料时,两侧界面区主要为固溶体层;以Ni为填充材料时,Mo/Ni侧生成MoNi化合物,Ni/Ta界面生成Ni2Ta和Ni3Ta,接头中Ni/Ta侧界面区硬度达到峰值,中间相的存在导致Ta/Ni/Mo接头的抗拉强度低于Ta/Ti/Mo接头。