航空航天工业的发展不断对材料的高温服役性能提出更高的要求，Ti2AlNb基合金由于具有优异的高温强度、抗氧化能力和断裂韧性，被认为是最有潜力实现航空航天结构件耐高温、轻质化的材料之一。随着Ti2AlNb基合金制备工艺的不断成熟，其相关研究也从组织性能优化转移到实际工程应用，由于Ti2AlNb基合金零部件的制备过程中涉及到焊接问题，实现Ti2AlNb基合金的可靠连接已经成为其推广和应用的关键环节。激光焊接具有焊缝深宽比大、加工精度高，便于实现自动化的优点，是航空航天结构件理想的焊接方式。　　本文针对于 Ti2AlNb 基合金激光焊接接头存在的高温脆性问题，以 Ti-22Al-25Nb 和 Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo 两种典型的Ti2AlNb 基合金为研究对象，采用试验与理论分析结合的方法，系统性地研究了Ti2AlNb基合金激光焊接特性、母材及焊缝的变形行为、高温脆性产生原因和焊缝微合金化对高温脆性的抑制机理，为优化Ti2AlNb基合金的激光焊接技术提供理论支撑。　　首先对Ti2AlNb基合金的激光焊接特性进行了研究。Ti2AlNb基合金焊缝由于激光焊接冷却速率大于 B2→O 转变的临界冷却速率，焊缝显微组织为柱状晶形态的单一B2相组织，在热影响区发生了O→B2和α2→B2相变。通过Marc 软件模拟了焊接热循环，并分析了对接头组织的影响规律：焊缝物相不随热输入变化，但热输入增大促使焊缝晶粒生长方式发生转变，并促进热影响区的O→B2 和 α2→B2 相变。两种 Ti2AlNb 基合金接头具有良好的室温性能，但在高温时都表现出不同程度的脆性。Ti-22Al-25Nb 焊缝的高温拉伸强度为300MPa 左右，断裂于弹性变形阶段；Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo 焊缝高温拉伸时强度为800MPa以上，其脆性表现为高温延伸率低。　　利用原位拉伸试验方法研究了 Ti-22Al-25Nb 合金母材及焊缝的室温、高温变形行为。焊缝在室温拉伸时通过位错的滑移产生变形，高温拉伸时显微裂纹在B2相晶界处萌生和扩展；高温脆性主要存在于B2+O相区的温度区间内，低于和高于转变温度区间时无高温脆性现象。FIB+TEM 分析结果表明，高温拉伸过程O相在焊缝B2相晶界处连续析出，形成一层由O相构成的薄层，有利于裂纹的形核和扩展，导致了Ti-22Al-25Nb接头高温脆性的产生。　　Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo 焊缝在高温原位拉伸过程中表现出塑性变形倾向，FIB+TEM 分析结果表明，Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo 焊缝晶界处的O 相形貌为不连续的颗粒状，不利于裂纹扩展。其原因在于 Mo 元素对 B2→O 转变有较好的抑制作用，热分析动力学的计算结果表明，Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo焊缝相较于Ti-22Al-25Nb焊缝具有更高的B2→O相变温度及相变激活能。进一步向Ti-22Al-24.5Nb-0.5Mo 添加 β 相稳定元素时会促使相转变温度提高。焊缝 B2 相柱状晶存在的亚结构、择优取向也在一定程度上加剧了焊缝的高温脆性。　　在分析 Ti2AlNb 基合金激光焊接高温脆性以及合金元素的抑制作用基础上，提出采用激光同步填粉焊接方法实现焊缝微合金化，以改善接头高温脆性。微合金化后，Ti-22Al-25Nb接头高温强度提高至600MPa以上，延伸率提高至4%左右。高温脆性的改善机理有两方面：一方面是微合金化后焊缝B2相晶界处的B2→O 转变得到有效抑制；同时由于加入的粉末对非均匀形核的促进作用，使焊缝晶粒形态由柱状晶转变为等轴晶，晶界分布、晶粒取向都利于位错滑移。