为了满足工业生产中对材料的结构轻量化和材料的耐环境腐蚀性能要求,钛合金的应用越来越广泛,对其连接也提出了更高的要求。本论文采用IPG光纤激光器对6mm、8 mm和10 mm三种厚度工业纯钛TA2进行激光-MIG复合焊对接试验,确定中厚度TA2激光-MIG复合焊接单面焊双面成形的可行性;同时对三种厚度的复合接头进行力学性能进行测试,以满足生产基本性能要求。对8 mmTA2进行激光-MIG复合焊接工艺研究,研究工艺参数对复合接头的焊缝形貌的影响,同时对复合焊接头中各区域微观组织进行观察和分析;对6 mmTA2不同离焦量参数下的激光-MIG复合焊接头中气孔进行分析,并通过FLUENT软件对接头中熔池流体流态进行数值模拟分析其气孔产生机理。三种厚度TA2激光-MIG复合对接焊研究结果表明:在最佳参数时所得三种复合焊接头表面成形较好,连续均匀,未出现飞溅、咬边等缺陷,正面和背面呈现为光泽的银白色;三种厚度的复合焊接头的抗拉强度都大于母材的抗拉强度,其伸长率小于母材的伸长率,断口形貌为微孔密集型韧窝;三种厚度的复合焊接头的焊缝区显微硬度大于母材区显微硬度,热影响区次之。采用激光-MIG复合焊对8mmTA2进行对接工艺试验,结果表明:当保护罩焊后停留时间为150s时,焊缝正面呈现金属光泽的银白色,焊接保护效果得到保证;随着离焦量增加,焊缝熔宽变大,余高略有增大,熔深基本不变;随激光功率增加,焊缝熔宽和熔深都增大,焊缝的余高略有减少,基本都成线性比例关系;随着电弧电流增加,熔宽增大、熔深先增加后减小,焊缝余高基本保持不变。对8mmTA2最佳工艺参数下复合焊接头中微观组织进行观察和分析,结果表明:母材区由均一等轴α晶粒组成,焊缝区与热影响区的晶粒粗大,晶粒尺寸的大小和靠近焊缝中心的距离有关,靠近焊缝区的热影响区的组织越粗大,焊缝和热影响区均存在柱状α晶粒、不规则的锯齿状α晶粒以及少量的针状α晶粒,同时还发现存在α孪晶组织。对6mmTA2进行不同离焦量激光-MIG复合焊接工艺研究结果表明:离焦量增大,接头中气孔变小且变少。对不同离焦量下复合焊接头中熔池流体流态数值模拟结果表明:随着离焦量的增大,激光作用于熔池的小孔深度变小,焊缝表面的熔宽变大,在离焦量为+6 mm时,熔池中激光小孔在熔池中深度较大,小孔在液态金属桥形成后出现闭合,使闭合下部分的封闭小孔形成较大的孔洞,向熔池后方移动,受到熔池尾部顺时针回旋流动的影响,阻碍孔洞向上逸出。离焦量为+8 mm时,焊缝的熔宽增大,焊缝中激光的作用区域变小,相对的电弧区域变大。在离焦量为+12 mm时,激光作用于熔池表面的光斑尺寸进一步增大,但激光的能量密度下降,使得焊缝的熔宽增大,熔池中小孔的深度变小,在小孔受表面张力形成液态金属桥时,小孔底部就已经闭合,降低了小孔塌陷在熔池中形成孔洞的可能,所得模拟结果与X射线探伤结果相符合。