由于钛合金具有优越的性能,采用超塑成形的方法加工的钛合金零件,在航空航天、医疗器械等方面的应用越来越广泛。然而对于一些复杂型面的成形件其成形时的形状精度控制,是不容忽视的问题。通常,在超塑成形时,由于模具材料与工件材料热膨胀系数的差异较大,超塑成形后模具与工件由超塑成形温度降至室温时的收缩量差异也较大,工件受到模具的约束力的作用产生一定量的塑性变形,从而导致其产生形状畸变。本文对TA15钛合金异型锥筒形零件的超塑成形工艺的焊接接头组织性能及形状畸变进行了研究。通过有限元模拟和超塑成形实验结果对形状畸变的产生与影响因素进行了分析和总结,对超塑成形技术形状精度的控制和提高具有实际意义。TA15钛合金异型锥筒形件的焊接部分由电子束焊接和手工气体保护氩弧焊焊接完成,两种焊接方法获得的接头都具有良好的抗拉性能,但相对于母材而言,两种焊接接头的塑性都急剧下降。超塑成形(SPF)后,TA15钛合金板材晶粒长大明显,但却依然保持等轴形态。焊接接头的组织在超塑成形后也有所长大,趋于均匀化。这表明,应变诱导晶粒长大为该合金超塑性变形组织的显著特征之一。TA15钛合金异型锥筒形件在超塑成形后的冷却过程中产生了较大的形状畸变,形状畸变最大处位于椭圆曲面短轴顶点处。对异型锥筒形件的某一椭圆截面的冷却过程进行数值模拟,根据数值模拟结果可知:室温时的TA15异型锥筒形件的长轴方向尺寸和短轴方向尺寸均大于模具尺寸,尺寸误差最大为1.22mm,短轴方向的相对误差较大,显然该工件的形状发生了畸变。本文还研究了不同的摩擦系数对形状畸变的影响规律。当锥筒形件摩擦系数为0时,由于锥筒形件可以通过滑动进行体积释放,因此不产生形状畸变。当摩擦系数不为0时,形状畸变随着摩擦系数的增大而增大,最大值为0.3mm。