一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构以及钎焊方法

摘要

本发明公开了一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，包括钛母材和铜母材，钛母材和铜母材的待焊接面之间设有多中间层结构，多中间层结构包括钎料1和钎料2，钎料1和钎料2之间设有难熔金属中间层，难熔金属中间层在钎焊温度范围内不熔化；钎料1位于钛母材与难熔金属中间层之间，且在钎焊温度下熔化实现扩散钎焊连接；钎料2位于难熔金属中间层与铜母材之间，且在钎焊温度下熔化实现活性钎焊连接；其钎焊方法，包括以下步骤：对钛母材和铜母材待焊接面的前处理；多中间层材料前处理；钎焊构件装配；炉中钎焊；解决常规钛‑铜焊接中接头界面生成大量脆性金属间化合物的难题，得到无脆性界面反应产物的钛‑铜接头。

权利要求

1.一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，包括钛母材和铜母材，其特征在于，所述钛母材和铜母材的待焊接面之间设有多中间层结构，多中间层结构包括钎料1和钎料

2，钎料1和钎料2之间设有难熔金属中间层，所述钎料1为钛基或锆基钎料，其熔点为780℃~

860℃；所述钎料2为银铜钛基活性钎料，其熔点为780℃ 830℃；所述难熔金属中间层在钎~焊温度范围内不熔化；所述钎料1位于钛母材与难熔金属中间层之间，且在钎焊温度下熔化实现扩散钎焊连接；所述钎料2位于难熔金属中间层与铜母材之间，且在钎焊温度下熔化实现活性钎焊连接。

2.根据权利要求1所述的利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，其特征在于，所述钛基或锆基钎料成分为Ti‑Zr‑Cu‑Ni、Zr‑Ti‑Cu‑Ni、Ti‑Zr‑Cu、Ti‑Zr‑Ni中的任一种，或者在上述成分中添加Al、Fe、Be以及Sn任一种形成的低熔点共晶或非晶合金。

3.根据权利要求1所述的利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，其特征在于，所述银铜钛基活性钎料内添加含量为0.5 5%的钛或锆的活性元素。

~

4.根据权利要求3所述的利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，其特征在于，所述银铜钛基活性钎料内钛的含量为0.75% 5%。

~

5.根据权利要求1所述的利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，其特征在于，所述难熔金属中间层为铌、钒、钽、钼或钨中的任一种，所述难熔金属中间层的厚度大于或等于

10微米。

6.根据权利要求1所述的利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，其特征在于，所述钎料1和钎料2的钎焊温度一致。

7.根据权利要求1项所述的利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，其特征在于，所述钎焊温度在820 900℃。

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8.一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构的钎焊方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对钛母材和铜母材待焊接面的前处理

根据工件实际需求，选取一定尺寸的钛和铜试件，对试件待焊接面进行磨削加工，并进行抛光处理至钛表面粗糙度≤Ra 0.1微米，铜表面粗糙度≤Ra 0.05微米；

步骤二：多中间层材料前处理

对钎料1，难熔金属中间层及钎料2进行表面打磨，去除表面污渍及氧化层；

步骤三：钎焊构件装配

将完成处理的钛母材、铜母材、钎料1、钎料2以及难熔金属中间层按照钛母材‑钎料1‑难熔金属中间层‑钎料2‑铜母材的顺序进行装配，确保上述材料在入炉过程中其相对位置保持稳定，形成钛和铜钎焊构件，所述钎料1为钛基或锆基钎料，其熔点为780℃ 860℃；所~述钎料2为银铜钛基活性钎料，其熔点为780℃ 830℃；

~

步骤四：炉中钎焊

将装配完成的钛和铜钎焊构件装入钎焊炉中，在真空下，按照工艺要求的时间、钎焊温度进行钎焊连接。

说明书

一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构以及钎焊方法

技术领域

[0001] 本发明涉及异种金属连接的技术领域，具体涉及一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构以及钎焊方法。

背景技术

[0002] 由于钛及钛合金具有优良的力学性能，高比强度和优异的耐腐蚀性，是航空航天、核能发电和化工机械等领域首选的结构材料；而铜及铜合金在导电导热方面，相比于其他常规合金材料具有明显的性能优势。因此，钛与铜连接制成的复合构件不仅可以充分挖掘两种材料的性能优势，满足不同工况的性能需求，而且还减少昂贵钛材的用量，降低构件成本，具有广阔的工程应用前景。

[0003] 然而，目前钛与铜连接的关键难点在于二者冶金兼容性差，当采用熔焊方法焊接钛和铜时，二者熔合易于生成大量钛‑铜金属间化合物。由于钛‑铜金属间化合物巨大的本征脆性，在载荷下容易导致裂纹萌生和快速扩展，使得接头强度较低，无法满足工程实际应用需求。为了解决以上技术问题，常采用钎焊进行焊接钛和铜，而钎焊是一种固态连接方法，在钎焊时，低熔点钎料熔化，润湿母材表面并与母材发生冶金反应，从而实现冶金连接，其钛和铜之间的界面反应相比于熔焊更易于控制。

[0004] 然而，钎焊还存在以下技术问题，在文献[R.K. Shiue, S.K. Wu, C.H. Chan, The interfacial reactions of infrared brazing Cu and Ti with two silver‑based braze alloys, J. All. Compd. 372 (2004) 148‑157.]报道了采用Ag‑28Cu共晶钎料的钛‑铜红外真空钎焊，发现在接头界面生成了钛‑铜金属间化合物，使得接头力学性能恶化。而且，接头力学性能对钎焊参数极为敏感，工艺参数稍微偏离最优工艺条件即会导致接头强度的急剧下降。

[0005] 另一篇文献[J.G. Lee, G.H. Kim, M.K. Lee, C.K. Rhee. Intermetallic formation in a Ti‑Cu dissimilar joint brazed using a Zr‑based amorphous alloy filer. Intermetallics, 2010, 18 (4): 529‑535.]报道了采用非晶Zr‑Ti‑Cu‑Ni‑Be钎料的钛‑铜钎焊连接，发现通过对钎焊参数的调整，可以在接头中形成多相交替分布的复杂显微结构。由于大量相界面存在所致的对裂纹的分散效应，接头强度可到到160 MPa。尽管采用钎焊可以在一定程度上改善钛‑铜接头强度，但仍无法完全消除脆性界面反应的不利影响，接头强度仍远远低于母材强度。

[0006] 为彻底消除接头界面脆性金属间化合物对钛‑铜钎焊接头强度的不利影响，文献[M.K. Lee, J.G. Lee, J.K. Lee, J.J. Park, G.J. Lee, Y.R. Uhm, C.K. Rhee, Strong bonding of titanium to copper through the elimination of the brittle interfacial intermetallics, J. Mater. Res. 23 (2008) 2254‑2263.], [M.E. Liu, L. Bai, Y.Q. Deng. Strong and reliable dissimilar brazing titanium to copper using niobium diffusion barrier. Mater. Lett. 270 (2020) 127720.]和[Y.Q. Deng, W. Cong, H.B. Xu. Designing of a thin Mo diffusion barrier towards strong and reliable Ti/Cu dissimilar brazing. Mater. Sci. Eng. A 786 (2020) 139469.]报道了采用扩散阻隔层的钛‑铜钎焊连接。由于扩散阻隔层的存在，避免了活性极大的钛母材与钎料的直接反应，规避了脆性金属间化合物生成的问题，得到了强度超过铜母材的接头。但此法需要通过溅射或镀层等方法在钛表面制备扩散阻隔层，工序复杂且成本较高。

发明内容

[0007] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种无需额外制备扩散阻隔层即可实现钛与铜强度连接的利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构以及钎焊方法。

[0008] 解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0009] 一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，包括钛母材和铜母材，所述钛母材和铜母材的待焊接面之间设有多中间层结构，多中间层结构包括钎料1和钎料2，钎料1和钎料2之间设有难熔金属中间层，所述难熔金属中间层在钎焊温度范围内不熔化；所述钎料1位于钛母材与难熔金属中间层之间，且在钎焊温度下熔化实现扩散钎焊连接；所述钎料2位于难熔金属中间层与铜母材之间，且在钎焊温度下熔化实现活性钎焊连接。

[0010] 本方案连接结构在钎焊过程中，其难熔金属中间层是不发生熔化，钎料1和钎料2同时发生熔化，其中，钎料1在钛母材与难熔金属中间层之间通过扩散钎焊实现连接；钎料2在难熔金属中间层与铜母材之间通过活性钎焊实现连接。

[0011] 同时，在钎焊温度下，长时间保温促进钎料1中的降熔元素充分向钛母材扩散，以确保钛母材、钎料1以及难熔金属中间层的界面无大量脆性金属间化合物存在，同时，本方案可以在无需制备额外扩散阻隔层条件下，解决常规钛‑铜焊接中接头界面生成大量脆性金属间化合物的难题，得到无脆性界面反应产物，连接强度超过铜母材的高强度、可靠的钛‑铜异材接头。

[0012] 进一步，所述钎料1为钛基或锆基钎料，其熔点为780℃ 860℃。这样设计，能够满~足钎料1与钛母材之间具有良好的冶金兼容性。

[0013] 进一步，所述钛基或锆基钎料成分为Ti‑Zr‑Cu‑Ni、Zr‑Ti‑Cu‑Ni、Ti‑Zr‑Cu、Ti‑Zr‑Ni中的任一种，或者在上述成分中添加Al、Fe、Be以及Sn任一种形成的低熔点共晶或非晶合金。这样设计，能够满足钛基或锆基钎料与钛母材之间具有良好的冶金兼容性。

[0014] 进一步，所述钎料2为银铜钛基活性钎料，其熔点为780℃ 830℃。这样设计，能够~满足钎料2与铜母材之间具有良好的冶金兼容性。

[0015] 进一步，所述银铜钛基活性钎料内添加含量为0.5 5%的钛或锆的活性元素。~

[0016] 进一步，所述银铜钛基活性钎料内钛的含量为0.75% 5%。~

[0017] 进一步，所述难熔金属中间层为铌、钒、钽、钼或钨中的任一种，所述难熔金属中间层的厚度大于或等于10微米。这样设计，其难熔金属中间层能够在钎焊过程中可有效阻隔钎料1和钎料2之间的相互扩散反应。

[0018] 进一步，所述钎料1和钎料2的钎焊温度一致。这样设计，在保证同一钎焊温度下，均可充分熔化并良好润湿钛母材或铜母材的待焊接面，以及难熔金属中间层表面。

[0019] 进一步，所述钎焊温度在820 900℃。这样设计，保证钎焊温度与钎料成分的熔点~相匹配，足以保证钎料充分熔化并良好润湿钛母材或铜母材的待焊接面，以及难熔金属中间层表面，同时避免钎料过度流散。

[0020] 进一步，所述钎焊保温时间以确保钎料1中的降熔元素充分向钛母材扩散。这样设计，能够避免大量脆性金属间化合物在钛母材‑钎料1‑难熔金属中间层的接头界面聚集。

[0021] 一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构的钎焊方法，包括以下步骤：

[0022] 步骤一：对钛母材和铜母材待焊接面的前处理

[0023] 根据工件实际需求，选取一定尺寸的钛和铜试件，对试件待焊接面进行磨削加工，并进行抛光处理至钛表面粗糙度≤Ra 0.1微米，铜表面粗糙度≤Ra 0.05微米；

[0024] 步骤二：多中间层材料前处理

[0025] 对钎料1，难熔金属中间层及钎料2进行表面打磨，去除表面污渍及氧化层；

[0026] 步骤三：钎焊构件装配

[0027] 将完成处理的钛母材、铜母材、钎料1、钎料2以及难熔金属中间层按照钛母材‑钎料1‑难熔金属中间层‑钎料2‑铜母材的顺序进行装配，确保上述材料在入炉过程中其相对位置保持稳定，形成钛和铜钎焊构件；

[0028] 步骤四：炉中钎焊

[0029] 将装配完成的钛和铜钎焊构件装入钎焊炉中，在真空下，按照工艺要求的时间、钎焊温度进行钎焊连接。

[0030] 本方案通过对钛母材、铜母材以及多中间层材料只需要将待焊接面进行表面清洗处理，操作简单，再通过钎料1与钛母材待焊接面相接触，钎料2与铜母材待焊接面相接触，再在钎料1和钎料2之间放置难熔金属中间层，这样设计，能够保证钎料1与钎料2之间不产生互溶现象，同时，又通过钎料1将钛母材与难熔金属中间进行钎焊，通过钎料2将铜母材与难熔金属中间层进行钎焊，通过本发明分析所进行的多中间层材料设计、筛选、匹配以及工艺路线选定，以简单的方法避免钛‑铜钎焊过程中接头界面生成脆性金属件化合物的问题。

[0031] 相比现有技术，本发明具有如下优点：

[0032] 1、本发明通过难熔金属中间层避免钎料1和钎料2之间互溶，同时，在钎焊温度下，其钎料1熔化在钛母材与难熔金属中间层之间形成扩散钎焊连接，钎料2熔化在难熔金属中间层与铜母材之间形成活性钎焊连接，整个钎焊过程中，无需额外制备扩散阻隔层，即可完全消除钛和铜常规钎焊接头中的脆性界面反应产物。

[0033] 2、本发明采用的钎焊方法，通过一步到位的钎焊连接，即可得到强度与铜母材强度相当的钛‑铜异材接头。

附图说明

[0034] 图1为本发明一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构的结构示意图；

[0035] 图2为本发明实施例1利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构的拉伸示意图；

[0036] 图3为本发明实施例1利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构在温度900℃，保温时间1分钟条件下的接头界面扫描电镜图；

[0037] 图4为本发明实施例1利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构在温度900℃，保温时间10分钟条件下的接头界面扫描电镜图；

[0038] 图5为本发明实施例1利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构的拉伸应力应变曲线；

[0039] 图6为本发明实施例2利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构的拉伸应力应变曲线。

具体实施方式

[0040] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

[0041] 实施例1：参见图1，一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的连接结构，包括钛母材和铜母材，钛母材和铜母材的待焊接面之间设有多中间层结构，多中间层结构包括钎料1和钎料2，钎料1和钎料2之间设有难熔金属中间层，难熔金属中间层在钎焊温度范围内不熔化；所述钎料1位于钛母材与难熔金属中间层之间，且在钎焊温度下熔化实现扩散钎焊连接；所述钎料2位于难熔金属中间层与铜母材之间，且在钎焊温度下熔化实现活性钎焊连接。

[0042] 其中，难熔金属中间层尺寸不小于钛母材和铜母材待焊接面尺寸，钎料1和钎料2的尺寸不大于钛母材和铜母材待焊接面尺寸。

[0043] 作为优选，钎料1为钛基或锆基钎料，其熔点为780℃ 860℃。~

[0044] 作为优选，钛基或锆基钎料成分为Ti‑Zr‑Cu‑Ni、Zr‑Ti‑Cu‑Ni、Ti‑Zr‑Cu、Ti‑Zr‑Ni中的任一种，或者在上述成分中添加Al、Fe、Be以及Sn任一种形成的低熔点共晶或非晶合金。

[0045] 作为优选，钎料2为银铜钛基活性钎料，其熔点为780℃ 830℃。~

[0046] 作为优选，银铜钛基活性钎料内添加含量为0.5 5%的钛或锆的活性元素。~

[0047] 作为优选，银铜钛基活性钎料内钛的含量为0.75% 5%。~

[0048] 作为优选，难熔金属中间层为铌、钒、钽、钼或钨中的任一种箔材或板材，难熔金属中间层的厚度大于或等于10微米。这样设计，其难熔金属中间层能够在钎焊过程中可有效阻隔钎料1和钎料2之间的相互扩散反应。

[0049] 作为优选，钎料1和钎料2的钎焊温度一致。这样设计，在保证同一钎焊温度下，均可充分熔化并良好润湿钛母材或铜母材的待焊接面，以及难熔金属中间层表面。

[0050] 作为优选，钎焊温度在820 900℃。这样设计，保证钎焊温度与钎料成分的熔点相~匹配，足以保证钎料充分熔化并良好润湿钛母材或铜母材的待焊接面，以及难熔金属中间层表面，同时避免钎料过度流散。

[0051] 作为优选，钎焊保温时间以确保钎料1中的降熔元素充分向钛母材扩散。这样设计，能够避免大量脆性金属间化合物在钛母材‑钎料1‑难熔金属中间层的接头界面聚集。

[0052] 其中，本实施例中的钛母材为纯钛或任一牌号钛合金，铜母材为纯铜或青铜等铜合金；在钛基或锆基钎料的基础上，添加多种异质组元所形成的低熔点共晶合金。一般而言，以Ti‑Zr‑Cu‑Ni或Zr‑Ti‑Cu‑Ni为主，其熔点一般为780 900℃。基于此，本实施例优先选~用熔点在800 850℃范围之内的Ti‑Zr‑Cu‑Ni或Zr‑Ti‑Cu‑Ni钎料，但不局限于所选钎料。

[0053] 具体~实施方式如下，铜母材采用为T2纯铜方棒，尺寸为20×20×35 mm3；钛母材为3
TA2工业纯钛方棒，其尺寸为20×20×35 mm。

[0054] 钎料1为非晶态Ti‑26Zr‑26Ni，熔点为850℃，厚度为30微米；钎料2为Ag‑36.5Cu‑1.5Ti活性钎料，熔点为830℃，厚度为100微米；难熔金属中间层采用钼，其钼中间层为纯钼箔，厚度为30微米。

[0055] 实施例1中一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的钎焊方法，包括以下步骤：

[0056] 步骤一：对钛母材和铜母材待焊接面的前处理

[0057] 采用线切割从TA2工业纯钛方棒以及T2纯铜方棒上切取长度35 mm试样，采用SiC砂纸打磨待焊接面至5000#砂纸；然后，在抛光机上采用1.5微米氧化铝抛光膏进行抛光，抛光处理之后，将试样放入丙酮中进行超声波清洗，取出后喷洒酒精，吹干备用。

[0058] 步骤二：对多中间层材料前处理

[0059] 采用400#砂纸对钎料1、钎料2和钼中间层进行表面打磨，然后，在丙酮中进行超声波清洗，去除表面油污，取出后喷洒酒精吹干，并裁剪成与钛母材和铜母材对接面尺寸一致备用。

[0060] 步骤三：钎焊构件装配

[0061] 将完成处理的钛母材、铜母材、钎料1、钎料2以及难熔金属中间层按照钛母材‑（Ti‑26Zr‑26Ni）钎料‑钼中间层‑（Ag‑36.5Cu‑1.5Ti）钎料‑铜母材的顺序进行装配，确保上述材料在入炉过程中其相对位置保持稳定，形成钛和铜钎焊构件。

[0062] 步骤四：炉中钎焊

[0063] 首先，将真空炉抽真空至5×10‑3Pa，然后，再将钛和铜钎焊构件于真空炉中，升温至900℃并保温1‑10分钟，保温结束之后随炉冷却，完成炉中钎焊。

[0064] 试验1：实施例1钛和铜钎焊构件中接头界面组织表征

[0065] 通过上述钎焊方法得到钛和铜钎焊构件，在通过试验观察保温时间为1分钟和保温时间为10分钟时，采用多中间层钎焊钛和铜接头界面组织表征，其中，参见图3，当保温时间为1分钟时，铜母材与钼中间层之间的界面区2没有金属间化合物生成，只有残留的银基活性钎料，这是因为银、铜和钼三者完全不互溶，因此，铜母材与钼中间层二者间的冶金反应不明显，而在钛母材与钼中间层之间的界面区1中有大量的金属间化合物存在。

[0066] 参见图4，当保温时间延长至10分钟时，钛母材与钼中间层之间界面区1中的金属间化合物层几乎观察不到。这是由于长时间保温过程中，钎料1中的镍元素向钛母材充分扩散，同时。母材中的钛元素向钎料中脱溶和扩散，导致界面区1中的镍元素含量大大降低，不足以形成大量的金属间化合物相。这是因为钛和钼完全互溶，且二者互溶不会产生脆性金属间化合物相。同时，钼是强烈的β钛稳定元素，当钼固溶于钛中时，还会扩大镍、铜等异质元素在钛中的固溶度，进一步降低金属间化合物形成的趋势。

[0067] 试验2：实施例1钛和铜钎焊构件中钎焊接头力学性能测试

[0068] 参见图2，采用线切割加工连接结构得到标准拉伸试样，并在室温条件下测定钎焊接头强度。参见图5，在不同条件下钛和铜钎焊接头的拉伸应力‑应变曲线，从图5中可以看出，当保温时间为1分钟时，其钛和铜钎焊接头强度较低；而当保温时间延长至10分钟时，接头强度显著提升，甚至超过铜母材强度。

[0069] 同时，在拉伸实验中，其断裂位置是发生在铜母材上，而接头界面保持稳定，说明钛和铜钎焊接头连接强度优于铜母材强度。

[0070] 实施例2：与实施例1不同之处在于：铜母材采用尺寸为20×20×35 mm3 的T2纯铜3
方棒；钛母材采用尺寸为20×20×35 mm 的TA2工业纯钛方棒；钎料1采用熔点为790℃，厚度为30微米的非晶态Zr‑24Ti‑16Ni‑10Cu；钎料2采用熔点为800℃，厚度为100微米的Ag‑
28Cu‑2Ti活性钎料；而难熔金属中间层采用厚度为30微米的铌中间层，其铌中间层的纯铌箔。

[0071] 实施例2中一种利用多中间层钎料焊接钛与铜的钎焊方法，包括以下步骤：

[0072] 步骤一：对钛母材和铜母材待焊接面的前处理

[0073] 采用线切割从TA2工业纯钛方棒以及T2纯铜方棒切取长度35 mm试样，采用SiC砂纸打磨对接表面至5000#砂纸；然后，在抛光机上采用1.5微米氧化铝抛光膏进行抛光，抛光处理之后，将试样放入丙酮中进行超声波清洗，取出后喷洒酒精，吹干备用。

[0074] 步骤二：对多中间层材料前处理

[0075] 采用400#砂纸对钎料1、钎料2和铌中间层进行表面打磨，然后，在丙酮中进行超声波清洗，去除表面油污，取出后喷洒酒精吹干，并裁剪成与钛母材和铜母材对接面尺寸一致备用。

[0076] 步骤三：钎焊构件装配

[0077] 将完成处理的钛母材、铜母材、钎料1、钎料2以及难熔金属中间层按照钛母材‑（Zr‑24Ti‑16Ni‑10Cu）钎料‑铌中间层‑（Ag‑28Cu‑2Ti）钎料‑铜母材的顺序进行装配，确保上述材料在入炉过程中其相对位置保持稳定，形成钛和铜钎焊构件。

[0078] 步骤四：炉中钎焊

[0079] 首先，将真空炉抽真空至5×10‑3Pa，然后，再将钛和铜钎焊构件于真空炉中，以15℃/分钟加热速度升温至830℃并保温2‑30分钟，保温结束之后随炉冷却，完成炉中钎焊。

[0080] 在实施例2中，由于钎料熔点较低，因此，在选取钎焊温度明显低于实施例1的钎焊温度。由于钎焊温度偏低，钎料中异质元素Ni和Cu向母材的扩散速度降低，因此，需延长保温时间，确保钛和难熔金属中间层之间的界面组织充分均匀化。

[0081] 试验3：实施例2钛和铜钎焊构件中钎焊接头力学性能测试

[0082] 参见图2，采用线切割加工连接结构得到标准拉伸试样，并在室温条件下测定钎焊接头强度。参见图6，在不同条件下钛和铜钎焊接头的拉伸应力‑应变曲线，从图6中可以看出，当保温时间为2分钟时，钛和铜钎焊接头强度较低，仅为约80 MPa。

[0083] 当保温时间延长至20分钟时，钛和铜钎焊接头强度显著提升，达到164 MPa。而当保温时间延长至30分钟时，在拉伸实验中，钛和铜钎焊接头界面保持稳定，断裂发生在铜母材，说明钛和铜钎焊接头连接强度优于铜母材强度。

[0084] 综上所述，在本发明中的难熔金属中间层可为钨、钼、钽、铌、钒中的任意一种，而在具体实施案例中，给出了两种采用典型难熔金属中间层的钼中间层和铌中间层的实施案例。对于钨、钽和钒中间层，本发明虽未给出具体实施案例，但其发挥作用的基本原理与实施例1和实施例2中的钼中间层和铌中间层一致。

[0085] 这是由于钨、钼、钽、铌和钒均具有较高的熔点，在本发明中的钎焊温度范围内均不会熔化，从而起到有效阻隔钎料间反应的作用；同时，由于钨、钼、钽、铌和钒均可与钛无限互溶，二者扩散互溶将形成力学性能优良的连续固溶体；其次，钨、钼、钽、铌和钒均与银和铜完全不互溶，与银铜钛活性钎料钎焊不会导致不良界面反应产物的生成。

[0086] 因此，上述具体实施例1和实施例2可充分代表钨中间层、钽中间层以及钒中间层在本发明中的可行性和有效性。

[0087] 最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。