某型号发动机转子TC4钛合金叶片经真空电子束焊接后,在服役过程中,焊缝处仍会产生疲劳裂纹,甚至个别出现了掉块的问题。这严重影响了产品的质量和可靠性。本文针对此问题,采用喷丸滚压复合工艺对叶片焊缝进行强化,研究TC4钛合金叶片真空电子束焊缝复合工艺的强化效果。以TC4钛合金真空电子束焊接接头为研究对象,以残余应力为重要指标和核心判据评价材料的疲劳性能,采用有限元分析方法,模拟钛合金真空电子束焊接过程和复合工艺强化过程,计算真空电子束焊接后和复合工艺强化后接头的残余应力。同时,采用X射线衍射法检测TC4钛合金真空电子束焊接接头和复合工艺强化后接头的残余应力。通过对比仿真和实验结果,综合分析TC4钛合金焊接接头焊接后与强化后残余应力的变化情况,研究了钛合金焊接接头的疲劳性能变化情况。仿真结果表明:喷丸滚压复合工艺强化后,TC4钛合金接头表面纵向残余应力明显降低,横向残余应力在中部位置同样从-50 MPa急剧下降为-200 MPa左右。实验结果表明:复合工艺强化后,TC4钛合金焊接接头表面横向残余应力由35 MPa左右降到了-140 MPa左右。通过实验和仿真对比可以看出,两者趋势相近,表明了复合工艺可以使TC4钛合金焊接接头表面残余应力下降。喷丸滚压复合强化工艺可有效降低TC4钛合金焊接接头表面残余拉应力,并产生了一定的残余压应力,从而可有效提高TC4钛合金焊接接头的疲劳性能。因此,喷丸滚压复合强化技术可在一定程度上解决航空发动机钛合金叶片焊缝出现疲劳裂纹甚至掉块的问题,且在零部件表面完整性制造及抗疲劳制造领域具有一定的应用前景。