TC4钛合金具有比强度与比刚度高、耐热、强韧、可焊接、耐腐蚀和抗疲劳等突出优点,已成为目前世界上应用范围最广的一种钛合金,被广泛应用于航空航天、船舶汽车等工程领域。针对当前对于扩散连接接头塑性变形行为鲜有研究的情况,本课题将围绕TC4钛合金在扩散连接过程出现的接头塑性变形行为进行研究,设计不同特点的接头流道结构,研究焊接工艺参数对不同流道接头宏观塑性变形的影响;分析接头微观组织及显微织构,通过有限元模拟的方法,模拟不同流道结构的接头在不同焊接工艺参数下的应力分布,阐明接头流道结构、工艺参数、接头组织与塑性变形行为的关系。这一研究对于填补扩散焊接头塑性变形方面研究的不足,以及对钛合金的焊接工艺指导有着重要意义。采用不同的扩散连接温度与压力进行TC4/TC4的扩散连接试验,对接头塑性变形进行了研究。随着温度或压力的升高,流道空间被下方金属挤压填充,变形程度增大,槽孔截面积变化率增加。此外,当温度升高时,槽孔截面积变化率呈线性增长,而随着压力升高,其截面积变化率先显著提高然后平缓增加。针对接头的不同流道结构,对TC4/TC4扩散焊接头变形行为进行分析。当连接温度与压力一定时,矩形槽孔截面积变化率始终为最低值,表明相对于其他流道结构,矩形流道结构的扩散连接接头焊后变形程度最小。当连接温度（900℃）或压力（1.5MPa）较低时,直角槽孔的面积变化率最大;而当连接温度（900℃）或压力（3MPa）增加后,圆拱槽孔的截面积变化率变为最大,表明圆拱流道结构对温度和压力的变化更加敏感,其扩散连接接头焊后更易变形。此外,等腰槽孔的变形行为与直角槽孔相似,但变形程度始终较后者更低。采用金相组织观察和EBSD等分析方法,对TC4/TC4扩散焊接头不同区域的微观组织进行晶粒形貌和织构分析。在晶粒形貌方面,焊缝处的晶粒组织相对细小均匀,在焊缝上方及孔道周围的区域中,部分α钛晶粒明显长大。在晶粒取向方面,以焊缝为界,在此界面上方的晶粒其晶面取向趋于（0001）,而在界面下方的晶粒则趋于α钛的最易滑移面（101—0）。采用热-力顺序耦合法,对TC4/TC4扩散连接过程进行有限元数值模拟,结果表明孔道结构与连接温度对TC4/TC4扩散接头的应力应变分布有着显著影响。等效应力在接头及孔道的不同位置区域表现出差异分布,其中在孔道附近区域的应力值分布大小顺序与孔道截面积变化率分布的大小顺序相当,解释了不同孔道在同一工艺参数下变形程度不一的现象。连接温度的变化对于孔道的应力应变分布趋势影响不大,对应力应变的数值有较大影响,随温度升高,孔道变形程度不同,通过变形释放残余应力的程度也不同,导致接头等效应力最大值出现不同变化。