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钛合金因其具有比强度高、密度低、耐蚀性能良好等特点而大量用于发动机的转子及压气机盘等关键部件的加工制造上。相对于传统焊接方法,如钨极氩弧焊、埋弧焊等,电子束焊接以其深宽比大、焊接效率高、热影响区小、真空中进行等优点在钛合金板材的连接上具有独特优势。同种钛合金电子束焊接获得的构件有时无法满足服役要求,因而研究双合金的焊接制造受到人们的广泛关注,而国内外对此报道甚少。因此,本文着重对10mm厚的TC4和TC11板材进行电子束焊接,以分析接头的组织性能。采用光学显微镜、扫描电镜以及显微硬度计等设备分析焊后接头的组织及织构、拉伸性能、疲劳行为、预应变对接头不同区域织构分布的影响以及接头断口形貌。电子束焊接后,焊缝处显微组织为板条状的马氏体α′相,TC11侧热影响区的组织是残余的α相和板条状马氏体,而TC4侧热影响区组织基本为板条状马氏体。在焊缝及热影响区均存在织构。焊缝处显微硬度最高,TC4侧热影响区和TC11侧热影响区的显微硬度均随着距焊缝距离的增大逐渐降低。室温下,TC4母材、TC11母材和TC4/TC11接头的拉伸应力-应变曲线均呈光滑连续的特点,TC11母材的屈服强度和抗拉强度最高,接头次之,而TC4母材则最低。预应变对接头及母材的循环滞后回线有一定影响。无预应变条件下,在半寿命时接头及母材的循环滞后回线基本对称,随着预应变量的逐渐增大,在拉伸阶段,母材及接头的最大应力值变化均不明显,而在压缩阶段则表现为它们的最大应力值均减小,且相互间的差异也在缩小。随着预应变量的逐渐增加,母材和接头的循环应力幅在减小,预应变量越大,接头的疲劳寿命越低,而TC4和TC11母材的疲劳寿命变化不显著。与母材相比,接头的疲劳寿命分散性更大。当循环次数逐渐增大时,接头和母材均发生了循环软化。接头断口以疲劳辉纹为特征,呈韧性断裂。经过预应变后,疲劳前变形区与疲劳后断裂区α相织构c轴向Z0方向偏转,β相织构无变化。疲劳前后焊缝区的织构基本无变化。