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本文采用微型电容储能焊装置,建立以高能密度、高冷速为特征的快速凝固连接条件,分别对急冷Ni-Si共晶合金、Fe-Cu包晶合金和Zr基非晶合金三种不同类型的低维亚稳态箔材进行了快速凝固连接的研究。分析了接头组织形态和熔核形成机制,理论计算了熔核冷却速率,并对接头的力学性能进行了表征。研究结果表明:采用微型电容储能焊机可实现亚稳态箔材的快速凝固连接,接头具有明显的快速凝固组织特征。在厚度为35～45μm的Ni-Si合金箔带的点焊接头中获得了直径约为102μm、高度约48μm的规则扁球状熔核,熔核为均匀细小的等轴晶组织,熔合区宽度约2～3μm,与熔核区毗邻的箔材组织无粗化迹象。接头的冷却速率达7.82×10~6K/s。Fe-Cu包晶合金的快速凝固连接接头冷却速率高达1.65×10~6K/s,熔核及其周边箔材组织细小均匀,晶粒尺寸在1～2μm范围内。在快速凝固连接条件下,熔核中产生了液相分离,富Fe相的小液滴在温度梯度驱动的Marangoni运动作用下向熔核中心迁移、凝并和长大,最终形成一种第二相向中心偏聚的组织结构;随着温度梯度的增大,富Fe相液滴的运动速度呈线性增大。电极压力和焊接电压对接头剪切强度影响显著,当U=75V,F=14N时,接头剪切强度最高,达241MPa。XRD和TEM分析结果表明,电容储能焊亦可实现Zr基非晶合金的焊接,获得的接头仍然保持非晶态结构,而没有晶化现象发生。熔核的凝固主要集中在焊接过程的前100μs,冷却速率高达8.08×10~6K/s。由于非晶合金电阻率较高,其所需的焊接能量小于晶态合金;合适的焊接工艺参数为:U=52V,F=24N;由于非晶合金不存在位错、层错等晶体缺陷,与晶态合金相比其力学性能有大幅度的提高,接头剪切强度可达1123MPa。