随着航天航空工业的发展，研制出了大量新型复合材料和新型结构，传统的焊接技术已无法满足其超高需求，因此急需研制新型特种焊接加工装备作为新方法和技术的载体，以满足航空新产品发展的需求。同时对打破西方国家技术壁垒，促进我国航空航天工业的发展具有重要的意义。　　为实现我国某航空航天研究所焊接技术升级，针对航空用新型结构件焊接对接困难、不易装夹、热成型差、加工效率低以及空间轨迹定位精度差现状，本文进行了精密、自动化激光焊接装备研发，并展开了对TC4钛合金三维构件激光焊接工艺研究，其研究工作包括:　　首先，针对航空结构件激光焊接的特点，提出了六轴工业机器人+线性滑轨+双轴定位装置的结构方案，并进行了激光焊接装备总体方案设计。进行了激光器、焊接头、工业机器人、线性滑轨、双轴定位装置、碰撞保护单元、气体保护单元等关键组件的选型与系统集成，满足航空结构件激光焊接的功能要求。　　其次，设计了激光焊接装备的中央集成控制系统。采用中央集成控制系统的控制方案，进行了专用激光焊接装备的控制系统设计。以KRC4控制系统为中央控制系统的主站，实现工业机器人、双轴定位装置和线性滑轨机械单元联动;以PLC电器控制柜作为从站，对激光器、辅助气体单元、碰撞保护单元实时控制;同时，进行了人机交互系统设计，实现了焊接加工过程的快捷、实时监控。最后，分析了此激光焊接装备在实际应用中对回转件的装夹、焊接方式。　　最后，基于激光焊接装备，开展钛合金三维构件焊接实验研究。对比分析了多种气体保护方式对焊缝的影响;确定实验工艺参数范围，探究了不同工艺参数对焊接接头表面形貌、微观组织、显微硬度及抗拉强度的影响。研究表明:采取三路气体保护方式，气体流量约为8L/min可获得较好的焊缝成形;焊缝正、背面宽度与焊接线能量（P/V值）成正比;焊缝组织为β相柱状晶，柱状晶生长的主轴方向与温度梯度保持一致;功率密度减小，针状α相以及次生α相的数量增加;焊缝和热影响区的显微硬度均高于母材，焊缝显微硬度最高，且分布平缓;接头的抗拉强度约为991.5MPa，高于母材，延伸率为11.07％，略低于母材，均在母材处断裂。