一种新型的以Ti₂AlNb相为基的金属间化合物具有高的比强度、断裂韧性和良好的室温塑性，其有望成为航空发动机的关键材料而备受关注。发展连接技术、制造焊接结构对Ti₂AlNb合金的广泛应用是必要的。目前工作多集中在Ti3Al合金的焊接性，对于含高Nb的Ti₂Al基合金的焊接性研究很少。激光焊接速度快、加工精度高，而且焊接大尺寸复杂钛合金具有相当的柔性。因此，研究激光焊接Ti₂AlNb基合金的组织特点和力学性能有重要意义。本文采用激光焊接技术对2.5mm厚度Ti-22Al-27Nb（at.%）合金进行焊接，为了防止焊接过程焊缝氧化，焊缝正面和背面加入氩气进行保护。工艺试验发现连续激光焊接可以得到没有气孔和裂纹的焊缝。根据热影响区生成相的种类将热影响区分成三个区域：单相区、双相区和三相区。焊接过程中双相区和三相区的最高温度低于β单相温度，则O相逐渐转变为B2相，α₂相长大。单相区靠近熔合线，其最高温度高于β单相温度，B2相晶粒变大，O相完全的转变为B2相，在熔合线附近发现一小部分残留的α₂相。焊缝主要形成柱状晶，柱状晶垂直于熔合线生长。采用X射线衍射技术和透射技术（TEM）来检测焊缝的相组成。当热输入为375J/cm和780J/cm时焊缝由单一的B2相构成，当热输入为960J/cm时焊缝由B2+O双相构成。焊缝和热影响区的显微硬度要高于母材，焊缝的平均显微硬度最高。由B2+O双相组成的焊缝抗拉强度为992MPa，接近母材的抗拉强度，断口形貌是准解理断裂。由B2单相组成的焊缝抗拉强度为844MPa-878MPa，断口形貌是解理断裂。利用原位拉伸观察焊接接头断裂行为，发现裂纹沿着滑移带相差最多的方向扩展。焊接接头650℃高温拉伸强度为687MPa-721MPa，延伸率为2.56%-2.94%。断口形貌均为岩石状，说明是沿晶断裂。激光焊接以后室温形成的B2相是不稳定的，在650℃拉伸时析出小部分的α₂相，导致焊缝强度下降。经过焊后热处理，焊缝由B2+O相组成。室温拉伸强度为896MPa-928MPa，说明一味提高O相数量不能提高室温焊缝强度。650℃高温拉伸强度为762MPa-833MPa，而且650℃拉伸时组织稳定，并未析出导致焊缝强度下降的α₂相，断口为解理为主的断裂形貌。