鉴于TC4钛合金在航空航天、海洋船舶、机械冶金、化工能源、建筑材料、医疗器械和生活用品等等方面都有着极为广阔的应用，所以对其焊接结构的性能要求也越来越严格。深冷处理作为一种改善材料性能工艺方法，本文将其引入到对TC4钛合金焊接接头组织及性能的影响研究中。　　本文以深冷时间为变量，考察了不同深冷时间对 TC4钛合金电子束焊接接头组织及力学性能的影响，通过深冷前后残余应力、拉伸和冲击强度的变化，得出了一个最优的深冷时间。同时采用最优深冷时间和未深冷两组试样进行了对比疲劳试验。　　分组研究了不同深冷时间对 TC4钛合金电子束焊接接头性能的影响，通过残余应力测试，发现深冷处理后，TC4钛合金电子束焊接接头的残余应力明显降低。在深冷24 h后，焊缝处纵向残余应力降低了34.13％，横向残余应力降低了47.43%。同时，接头抗拉强度随深冷时间的增加而增加，深冷时间达到24 h后，抗拉强度增加了4.1%，伸长率提升了31.9%。深冷处理24 h后，母材位置的硬度提高了约6.87%，焊缝中心位置硬度提高了约1.61%。电化学腐蚀结果显示，接头的耐腐蚀性能也得到了提升。综合考虑性能的改善效果和经济性，选择深冷24 h为最佳深冷时间。　　通过对深冷0 h和24 h的TC4钛合金电子束焊接接头进行疲劳试验，结果表明深冷处理24 h后，接头的疲劳寿命提高了约4-6倍。　　通过对深冷前后焊接接头的金相组织、SEM、TEM及XRD分析，阐述了深冷处理后，接头残余应力降低、力学性能提高、疲劳寿命延长的原因。一方面深冷处理后焊缝组织中的β相转化为针状马氏体α′相，在细化晶粒的同时，还增加了网篮状组织的密集程度，使接头的强度和塑性均有一定程度的提升。另一方面，位错的运动和重新分布，降低了残余应力，减小了应力集中，延长了接头的疲劳寿命。