大部分钛合金在室温下加工时变形抗力大、回弹严重、塑性差,常常采用超塑成形的方法生产一些钛合金制品,但目前还难以将超塑成形应用于大直径钛合金筒形件成形,因为目前尚无大直径的无缝钛合金管供应,可行的办法是用大直径薄壁焊管作坯料。这就需要研究焊缝的显微组织和力学性能及对接板的超塑性成形性能问题。本文通过单向拉伸试验和超塑胀形试验研究了厚度为0.8mm和1.0mm的Ti-6Al-4V激光焊对接板超塑性能,热单向拉伸的试验温度为925℃,研究了焊接参数和应变速率对超塑性的影响,并采用速度突变法测量了焊缝的应变速率敏感性指数m值。在925℃试验温度下,分别采用0.6、0.7、0.8、0.9、1.0MPa胀形气压进行超塑胀形试验,试验结果表明激光焊对接板具有良好超塑成形能力,其最大延伸率能达到167%,最大胀形高度能达到凹模半径的1.9倍。能量密度输入越高,应变速率越低,延伸率越长;焊接速率越快,胀形高度越高。在相同条件下,胀形气压有一最佳值,并且采用扫描电镜和金相分析手段系统研究了激光焊缝在超塑变形过程中的组织演变规律,得到了焊缝组织和其超塑性之间的关系。通过金相组织分析,Ti-6Al-4V激光焊对接板焊缝组织为细小的针状马氏体,输入能量密度越高,马氏体组织越细小。在加热变形过程中,马氏体转变成网篮状的组织结构,晶粒组织有向等轴化演变的趋势。并且,研究了胀形后胀形件的厚度分布规律,分析了焊缝与基体间的不均匀变形情况;为表征焊缝的胀形能力,用相对胀形高度h来表示对接板的胀形能力。另外,还对胀形后焊缝的表面粗糙度和破裂位置进行了讨论和分析。研究结果对于激光焊对接板超塑成形最佳工艺参数具有指导意义。为了与试验进行对比,本文还采用通用有限元软件MARC对Ti-6Al-4V对接板的超塑胀形过程进行了数值模拟研究。研究了胀形件在超塑胀形后焊缝和基体的厚度分布,模拟结果与试验结果吻合良好。证明模拟能很好的预测胀形件厚度分布。