激光熔化沉积(Laser Melting Deposition,LMD)技术是在快速成形技术和激光熔覆技术基础上发展起来的一项先进制造技术。他的主要原理是利用激光聚焦在基体表面上形成熔池,然后通过送粉器将粉末送进激光与基体聚焦点上。熔融状态的基体与液体状态的金属粉末互相结合,随着激光的移动开始移动,熔融状态的金属迅速冷却凝固成沉积层。虽然LMD技术具有材料利用率高,可无模具自由成型,周期短,成本低,可实现不同材料之间的复合制造等优点,但是它在大批量或大型零件的制造上依旧存在制造成本高,成型效率低的缺点。尤其是在航空航天领域中,如深空探测密封舱、战略导弹发动机壳段、新型飞机主承力构架等大型关键件上局部具有薄壁高筋、中空壳体、异型凸耳等复杂结构,采用LMD技术成型制造效率较低。将增材制造与传统制造复合,在传统制造获得的基体上增材制造局部相对尺寸小的复杂结构,是高效低成本制造这类零件时有效手段。因此研究TC4钛合金锻件上LMD成形复杂结构的界面组织及性能调控具有非常重要的意义。本文采用6000W光纤激光器对基于TC4钛合金锻件上LMD成形进行激光熔化沉积制造试验。采用了3因素4水平的正交试验分析了激光功率、扫描速度、送粉速度对沉积层表面形貌、熔高及熔宽的影响规律,然后获得了单道激光熔化沉积制造最佳工艺参数,然后再通过改变搭接率进行多道激光熔化沉积制造试验,寻找最佳搭接率。然后采用已得到的单道激光熔化沉积制造最佳工艺参数以及最佳搭接率,对已进行过不同表面粗糙度处理的TC4钛合金锻件基板进行激光沉积制造,并制备拉伸试样,通过分析不同表面粗糙度与不同预热温度下TC4钛合金单道激光沉积组织的宏观形貌、熔高熔宽、微观组织、力学性能,得到不同表面粗糙度与不同预热温度对TC4钛合金锻件上LMD成形复杂结构的界面组织及性能的影响规律,确定出最佳预处理工艺。其次,再改变研究内容一得到的最佳工艺参数中的激光功率、粉盘转速与扫描速度,对TC4钛合金锻件上LMD成形复杂结构进行前几层的激光熔化沉积打印,制备拉伸试棒,对其进行微观组织观察及力学性能试验,分析实验结果,得到TC4钛合金锻件上LMD成形复杂结构进行前几层的最佳工艺参数。最后,设计不同热处理工艺试验,探索固溶时效处理以及去应力退火处理对TC4钛合金锻件上LMD成形复杂结构的界面组织及性能的影响规律,进行显微组织观察及力学性能试验,分析不同热处理制度对TC4钛合金锻件上LMD成形复杂结构的界面组织及性能的影响,并与沉积态进行对比,得到最佳热处理工艺制度。