钛钢复合材料因为兼顾了钛良好的耐腐蚀性以及钢的良好的焊接性,广泛的被使用于化工、航天、船舶等行业,但是由于钛钢两种材料的物理和化学性能差异太大,导致焊接时容易产生脆性的金属间化合物,使得在实际使用的过程中受限很大,想要在工程上大量的投入使用,就必须解决焊接上的难题。本论文目的是针对爆炸焊的钛钢复合板,尤其是在石油管道用钛钢复合板的焊接问题上,由于铁钛物理化学性能的差异,直接焊接会导致接头脆断,因此提出了采用带过渡层的激光+MAG单面焊接工艺,其中过渡层采用与铁和钛均有良好的溶解度的镍和钒粉末,采用激光熔覆的手段,在焊接接头中添加镍和钒,经过试验以及结果的对比分析,确定合适的工艺参数,得到宏观上合格的焊接接头。然后通过一系列实验对比得到的焊接接头的微观硬度、拉伸性能、冲击性能、剪切性能以及弯曲性能,并分析断口的微观形貌,通过金相试验、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）等试验方法,观察分析焊接接头的微观形貌、物相组成以及相成分、晶粒尺寸、残余应变等微观特征。以镍、钒为过渡层的焊接接头综合性能强于无过渡层的焊接接头,无过渡层的焊接接头拉伸强度仅为249MPa,远远低于镍作过渡层的396MPa和钒作过渡层的398MPa,断口分析均为钢侧为韧性断裂,而钛层只有添加钒作过渡层为混合断口,其余均为脆断。且以钒作过渡层的接头的拉伸、冲击均强于以镍作过渡层的接头,XRD分析发现在无过渡层的铁钛界面生成了脆性的FeTi、Fe₂Ti金属间脆性化合物,以镍作过渡层则在镍钛界面生成了NiTi金属间化合物,以钒作过渡层则没有金属间化合物的生成,只有铁钒和钒钛固溶体生成。EBSD结果表明镍钛界面有NiTi相分布,添加过渡层导致热输入的增加,即导致了钛层晶粒的长大,且钛层中均有较大的残余应变,镍、钒过渡层中残余应变均较小。