超塑成形/扩散连接（SPF/DB）组合工艺在一个加热周期中完成成形和连接两个工序，具有高效率、低成本和近无余量等特点，所成形的多层结构件有结构完整性好、重量轻等优点。采用SPF/DB工艺成形出的钛合金零件，在降低生产成本和减轻飞行器重量方面具有显著优势，因此，钛合金SPF/DB工艺广泛应用于航空航天领域。本文以带块体嵌件TA15钛合金四层结构为背景，对SPF/DB的工艺过程和控制方法进行了研究。对带块体嵌件四层结构进行分析，采用两个条状梯形块体嵌件，置于芯板与面板之间对称分布，设计了面板预成形模具，通过线膨胀系数计算，设计出带块体嵌件四层结构的SPF/DB成形模具。利用MSC. MARC有限元模拟软件，模拟了面板和芯板的成形过程，分析了目标应变速率和摩擦系数对面板厚度分布的影响，分析了目标应变速率和扩散连接宽度对芯板厚度分布的影响，得到了面板和芯板成形的最佳工艺参数以及时间-压力加载曲线。在920℃条件下，根据模拟所得工艺参数进行了面板预成形和带块体嵌件四层结构的SPF/DB成形试验，成形出带块体嵌件四层结构件，结构件整体效果较好，外表面平整，无明显缺陷；对带块体嵌件四层结构的厚度分布进行了测量，解释了厚度变化的原因。采用金相显微镜观察并分析了成形前后板材和块体嵌件的微观组织变化，发现面板、芯板及块体嵌件成形后晶粒尺寸明显长大，利用扫描电子显微镜观察面板、芯板以及块体嵌件间扩散连接面的连接情况，分析了影响扩散连接效果的因素。