TA15钛合金电子束焊焊接接头由焊缝、热影响区、母材组成。不同区域不同组织具有不同的力学性能,因此焊接接头组织具有不均匀性,这种不均匀性会显著影响焊接接头各区域的力学性能,进而影响整个接头的力学性能。本文首先对焊接接头不同区域不同组织进行观察分析,然后通过纳米压痕试验,计算了焊接接头不同区域不同组织的力学性能,再对焊接接头不同区域进行力学性能测试,最后通过拉伸试样表面显微观测和基于组织的有限元模拟分析焊接接头拉伸过程中细观应变分布情况,结果表明:(1)母材主要为等轴初生α相和β转变组织,β转变组织是片状次生α相分布在残余β基体上,并与β相间隔分布的混合组织。热影响区主要为等轴初生α相和针状’?相,焊缝主要为取向分布无规律的针状’?相,两个区域都含有少量的残余β相。母材存在较强织构特征,焊缝和热影响区组织发生回复和再结晶,织构特征消失;(2)组织的硬度、屈服强度和加工硬化系数按由小到大顺序为初生α相、β转变组织、’?相。主要原因在于β转变组织中的次生α集束的尺寸较小而限制了滑移长度,而’?马氏体集束边界是滑移带扩展的强烈阻碍;组织的纳米压痕断裂韧性按由小到大顺序为’?相、β转变组织、初生α相。主要原因在于初生α组织比较纯净且均匀,裂纹萌生比较困难,而β转变组织作为片状次生α相及残余β相组成的混合体,裂纹源较多,而’?相中可能并存斜方相’’?、过渡相?等杂质硬脆相,所以抵抗裂纹萌生能力更差;(3)焊缝的硬度和屈服强度最高,母材最低,热影响区介于其中;母材的抗冲击韧性和抗脆断能力最强,焊缝最差,热影响区介于其中。裂纹扩展经过β相和’?相时发生钝化,裂纹扩展较为曲折,而初生α组织内裂纹扩展较为平直,裂纹尖端并未发生钝化;(4)在母材和热影响区试样拉伸过程中,大量的滑移带聚集在初生α相中,与拉伸方向成45度。应力和应变在相界处集中,应力集中在相界偏β转变组织或’?相一侧,应变集中在相界偏初生α相一侧。随着宏观应力的增加,应变在相界处集中更加严重,并在初生α相内形成塑性应变集中带。