钛合金/不锈钢异种金属连接结构兼具有钛合金密度低、比强度高、耐蚀性强的优点和不锈钢低成本且综合性能好的特点,能满足多方面性能需求,因此,工业应用前景广阔。然而,由于钛合金与不锈钢在物化性能等方面有显著差异,使连接难度非常大。各种方法和工艺均存在一定局限性,难以完善的解决钛/钢异种金属连接问题。因此,开发低成本高效高质量的钛/钢异种金属连接新技术,具有重要的理论意义和价值。为此,发明了一种TC4/316L异种金属单/双丝电弧焊组合连接技术。首先,设计两种有机组合焊丝,然后,采用单丝电弧增材制造技术进行隔离层制备和打底焊连接,再采用空间排列双丝复合焊进行填充。通过对焊丝成分分解,对双丝进行空间位置排列,优化焊接模式及工艺,高效高质量的实现了分区复合焊缝的制备。采用OM、XRD、SEM、EDS等设备对增材制造打底焊焊缝及空间排列双丝复合焊焊缝进行微观组织、相组成、成分及分布、断口形貌等分析,利用显微硬度计测试复合焊缝各区硬度,利用拉伸试验机测试焊接接头抗拉强度。研究结果表明:（1）异种金属组合连接用焊丝的设计方法高效,设计的两种焊丝与对应的母材的冶金相容性好,两种焊丝间的冶金相容性好,具有良好的焊接性,能满足组合连接工艺,能满足分区复合焊缝的成分、组织和性能的需求。（2）对于增材制造打底焊,当采用先在钛合金端面制备隔离层,再用熔化极电弧焊进行打底焊连接的焊接顺序时,焊接过程稳定,热输入低,焊缝成形良好,形成的Ti-V-Cu-Fe的连接结构隔离良好,能够避免Ti、Fe元素形成脆性的金属间化合物,没有气孔、夹渣、裂纹等缺陷,焊缝内部质量优良。（3）对于空间排列双丝复合焊,当采用钒基焊丝平行于焊接方向倾角75°,垂直于焊接方向倾角4°,铜基焊丝平行于焊接方向倾角80°,垂直于焊接方向倾角4°,平行于焊接方向上两焊丝间距8 mm,垂直于焊接方向上两焊丝间距5 mm的双丝位置,脉冲电流相位相差180°,焊接过程稳定,焊缝成形良好,能实现复合焊缝各区成分、组织和性能的综合调控,形成的Ti-V-Cu-Fe的连接结构隔离良好,能够避免Ti、Fe元素形成脆性的金属间化合物,没有气孔、夹渣、裂纹等缺陷,焊缝内部质量优良。（4）增材制造打底焊焊缝与双丝复合焊焊缝各界面相组成相同,Fe-Cu界面及附近区域由Fe（S,S）和Cu（S,S）相组成,Cu-V界面及附近区域由Cu（S,S）和V（S,S）相组成,V-Ti界面及附近区域由V（S,S）、α-Ti、β-Ti、（β-Ti,V）相组成。（5）增材制造打底焊Fe-Cu界面附近存在球状铁基固溶体颗粒,Fe-Cu界面区及附近基本不含有Ti、V元素,铜基焊缝对Ti、V元素扩散的阻碍效果明显;V-Ti界面及附近区域Fe、Cu元素含量较少,钒隔离层对Fe、Cu元素扩散的阻碍作用明显;Cu-V界面有明显的四个区域,即铜区（Ⅰ）、过渡区（Ⅱ）、结晶区（Ⅲ）、钒区（Ⅳ）,在过渡区中弥散分布球状或团簇状钒基固溶体颗粒,V、Cu元素在结合区的成分梯度较大,Fe与Ti元素在Cu-V界面附近的分布很少,V隔离层及铜基连接焊缝可以有效阻隔Fe元素与Ti元素的扩散。（6）空间排列双丝复合焊Fe-Cu界面区及附近基本不含有Ti、V元素,铜基焊缝对Ti、V元素扩散的阻碍效果明显;V-Ti界面及附近区域Fe、Cu元素含量较少,钒基焊缝对Fe、Cu元素扩散的阻碍作用明显;Cu-V界面有明显的四个区域,即铜区（Ⅰ）、过渡区（Ⅱ）、结晶区（Ⅲ）、钒区（Ⅳ）,在过渡区中弥散分布着直径为1～1.5μm的白色球状钒基固溶体颗粒,钒基固溶体弥散强化综合效果更好,Fe与Ti元素在Cu-V界面附近的含量很少,钒基焊缝及铜基焊缝可以有效阻隔Fe元素与Ti元素的扩散。（7）增材制造打底焊的316L母材、铜区、钒区、TC4母材的显微硬度分别在186～202 HV之间、154～171 HV之间、295～310 HV之间和332～355 HV之间,TC4母材显微硬度最大,铜区显微硬度最小;空间排列双丝复合焊的316L母材、铜区、钒区、TC4母材硬度分别在174～201 HV之间、144～160 HV之间、267～294 HV之间和339～356 HV之间,TC4母材显微硬度最大,铜区显微硬度最小。拉伸试样室温抗拉强度为394 MPa,伸长率为2.53%,增材制造打底焊断裂在Cu-V界面,空间排列双丝复合焊断裂在铜区,双丝复合焊Cu-V界面结合区强度高,弥散强化效果更好,两者均为韧性断裂。