本文利用有限元软件ANSYS对钛合金电子束深熔焊熔池流动进行了模拟计算，采用元素示踪法对熔池传质进行了分析，采用X射线无损检测、光学显微镜、SEM对TA15钛合金电子束钉尖缺陷的产生机理、影响因素和控制措施进行了研究。ANSYS数值模拟结果表明，熔池表面的熔体始终在表面张力的作用下涡漩运动且存在着最大的速度，其速度最大可达0.295m/s。当匙孔形成后，熔池内部的熔体在金属蒸汽反冲压力的作用下由下向上运动，在熔深方向上熔体速度呈随着熔深的增加速度降低的趋势。在匙孔填充阶段，熔池内形成两对流向相反地涡漩，熔体速度逐渐减小，当匙孔填充完成后，只有熔池的表面熔体存在涡漩流动。W示踪试验发现，W存在于整个焊缝横截面，在熔深方向上W含量从预置层位置向两侧递减，在熔宽方向上出现“分层”。电子束深熔焊熔池传质过程可以分为五个阶段：a）匙孔形成初期、b）匙孔形成中期、c）匙孔形成后期、d）匙孔填充e）匙孔闭合。在电子束焊接熔池传质过程中，熔池的流动传质对焊缝的最终成分与分布起主导作用。TA15钛合金钉尖缺陷的形成机理为：熔池匙孔内存在大量高蒸汽压Al蒸汽，Al蒸汽阻碍流体填充匙孔根部；匙孔填充金属由于速度太小以及匙孔根部太细小在未达到匙孔根部就发生了闭合，又因电子枪脉冲波动导致焊接方向上熔深波动，在熔池根部形成了密闭的空腔，使熔池内的金属蒸汽不能逸出熔池，熔池根部快速凝固形成钉尖缺陷；下聚焦、低电流、高速度的焊接方式，采用复杂的扫描波形等均可以有效的减缓钉尖缺陷的程度和数量。