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钛及钛合金具有比强度大、质量轻、耐高温、耐腐蚀、加工性能良好等优点,在航天航空、化工、医学等领域获得了广泛的应用。在钛合金中厚板的实际焊接中,由于设备成本低、能量消耗少等优势,TIG焊成为一种常见的焊接工艺。它也具有熔化效率低,熔深浅等缺点,同时考虑到钛合金本身的物理特性和强烈的高温活性,造成了TIG焊缝成形稳定性差、焊接生产率低,这些因素制约了TIG焊工艺在钛合金中厚板焊接中的应用和发展。因此,迫切需要开发一种低能耗、低成本的钛合金中厚板高效焊接新工艺。本文开展了低功率激光-TIG电弧复合焊接工艺的研究,比较分析工艺参数对焊缝成型的影响,探讨低功率激光改善打底焊成型的机制,并将这种复合焊接工艺应用于中厚板钛合金的焊接中。研究结果表明：1.利用低功率激光-TIG电弧复合焊接工艺,能够减弱或消除焊接接头背面的缺陷。相比于TIG焊,显著提高了焊接电弧的熔透能力。通过对比不同的工艺参数对焊接成形的影响,发现在本实验条件下TIG焊工艺难以获得良好成型的焊接接头。随着焊接热输入的增加和坡口角度的增大,焊缝背面成型得到了改善。而在相同的电弧电流下,激光-TIG电弧复合焊接工艺能够获得了成型良好的焊接接头。通过对两种焊接接头组织形貌的对比研究发现,相比于TIG焊,激光-TIG电弧复合焊接接头熔化区中的针状α相逐渐增多,且该相在晶粒内呈规则的网篮状分布。复合焊缝的热影响区宽度稍大于TIG焊缝。2.通过对焊接过程中电弧形态的观察发现,激光脉冲持续时间内,电弧形态由圆形变为圆锥形,部分电弧深入到坡口底部,这种现象表明电弧能量由分散在坡口两侧集中到焊缝的中心位置,外加激光使TIG焊能量更加集中是增强电弧熔化能力的重要原因；激光-电弧复合接头焊缝熔化区内的晶粒生长方向发生改变,这主要是低功率激光作用下,影响了单独TIG电弧的能量输入和传导方式,进而改变了焊接熔池的温度梯度,导致了晶粒生长方向的改变。3.采用优化的工艺参数,实现了12,15,18mm三种厚度的钛合金板材的对接焊。机械性能结果显示,在本实验条件下三种厚度的接头抗拉强度均能达到母材的95%以上；焊缝的冲击韧性的平均值达到母材的85%以上；高周循环疲劳试验中,焊缝在500Mpa应力水平下的循环次数为3-10万次。