面对环境保护及提高能源利用率的要求,实现镁/钛之间可靠的冶金连接既能实现结构件减重、节能减排的目的,又能扩大两者的推广与应用。然而两种金属的物理性能差异较大,且相互之间既不互溶也不反应。因此,选择合适的焊接方式及中间过渡元素,调控界面反应成为连接镁/钛的研究重点之一。相关研究结果表明,控制焊接工艺参数中的热输入及中间过渡元素的含量是调控界面反应的有效途径。本文选用AZ92镁合金焊丝作填充材料,对1.5mm厚的AZ31B镁合金与1mm厚的Ti-6Al-4V钛合金进行铜镀层辅助的激光熔钎焊搭接试验,对接头元素分布、界面微观结构及力学性能进行研究,阐明Cu元素对镁/钛异种金属冶金连接的调控作用。首先观察了不同激光功率下镁/镀铜钛界面的微观结构。结果表明界面Ti₃Al反应层厚度随激光功率的增大而增加,有效增强界面冶金结合。但过大的激光功率会造成镁合金焊缝的烧损,不利于焊缝成形及接头力学性能。随后分析了Cu含量对接头微观组织演变规律及断裂载荷的影响。结果显示,激光直接作用区界面仅有Ti₃Al反应层生成,且界面Ti-Al扩散区域随镀层厚度的增加变宽。中间区界面组织随Cu含量的增多,发生Ti₃Al至Ti₃Al/Ti₂Cu至Ti₃Al/（Ti₂Cu+AlCu₂Ti）的演变。当镀层厚度大于10.6μm时,焊趾区界面生成Ti₂Cu,Ti-Cu反应层厚度随镀层厚度的增加而明显增加。对接头断裂路径的观察说明激光直接作用区Ti₃Al及中间区Ti-Al/Ti-Cu界面反应层能阻碍裂纹扩展,提高接头力学性能。但过厚的铜镀层会使焊缝中产生大量网状分布的（α-Mg+Mg₂Cu）共晶组织,恶化接头力学性能。最后建立了Mg-Cu-Al-Ti四元合金系化学势及吉布斯自由能的预测模型,结合实际界面附近的元素分布,阐明了Cu原子在不同区域的扩散行为,解释了Cu元素在激光直接作用区界面无富集的原因。通过计算Ti、Al化学势随Cu含量的变化,发现Cu能促进Ti-Al的相互扩散。由四元合金体系自由能的计算结果预测了界面反应,与实际结果部分一致,表明体系自由能可在一定程度上预测界面反应,但实际界面产物还受到其他条件如焊接方法、元素含量的影响。