TC4钛合金与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的连接在生物医用上有现实且充满前景的应用。如何高效制造稳定可靠的钛合金与超高分子量聚乙烯连接是本文的研究重点。本文设计并通过电子束熔融增材制造(EBM)方法制造了具有多种不同表面结构的钛合金平板,使用热压焊接技术,实现了高质量的焊接,在20*20 mm~2焊接面上最大拉伸承载力2446N。研究发现了热压焊接工艺下两种材料之间的三种主要连接机制:1)通过超高分子量聚乙烯的含氧官能基团与钛合金表面的黏附作用;2)粗糙表面提供的微观咬合;3)表面结构设计提供的宏观多孔层咬合。超高分子量聚乙烯在焊接过程中存在一些结构演化:晶粒度降低、晶体取向度增加、晶面间距增加等。超高分子量聚乙烯表面因热输入与氧气作用发生氧化,引入了含氧官能团,促进了钛合金与超高分子量聚乙烯之间的连接。研究分析比较了不同结构下接头力学性能,证明金刚石型多孔结构并不利于超高分子量聚乙烯与钛合金的稳定连接,改进后的蜂窝结构提升了接头的力学性能,增加了接头可靠性,同时亦减少了增材制造的工艺困难度,减少了缺陷发生的几率,增加钛合金多孔层的整体结构强度,降低接头性能波动。