钛合金是航空航天领域常用的结构材料，具有密度小、比强度和比刚度高、抗蚀性好、耐高温等优点。相比于其他焊接方法，钛合金激光焊接具有能量密度高、焊缝质量好、焊接精度高、不需要真空环境、容易实现自动化等优势，将会是钛合金焊接的主要手段之一。钛合金航空零部件焊接多为三维焊接，因此研究机器人光纤激光焊接钛合金的工艺对于促进钛合金激光焊的实际应用具有重要意义。　　 本文利用一套自主集成研发的机器人光纤激光焊接系统对厚1.8mmTC4钛合金进行焊接工艺研究。本论文的研究工作包括:　　 (1)激光焊接机理的理论分析。通过分析激光与材料作用的机理，研究了激光热传导焊和激光深熔焊的焊接原理，重点分析了激光深熔焊的特点和主要影响因素以及TC4钛合金的焊接性。　　 (2)设计了机器人光纤激光焊接系统的硬件结构。研究光纤激光器、焊接头、机器人等关键部件的工作原理、特点和性能参数，根据集成需要，做出合理的设计选型。设计气路单元、水冷单元等辅助单元，在SIEMENSS7-200的基础上开发机器人光纤激光焊接系统的集成控制单元，从而完整的搭建了整个系统的硬件平台。　　 (3)设计了机器人光纤激光焊接系统的控制系统。根据系统的功能要求和硬件组成，确定控制系统方案，完成机器人开关量设计定义、SIEMENSS7-200PLC开关量和模拟量设计定义及逻辑控制程序设计、人机界面设计、电气原理图设计，实现对系统的集成控制，满足焊接工艺流程的要求。　　 (4)光纤激光焊接TC4钛合金工艺实验研究。设计焊接夹具和保护拖罩，确定实验工艺参数范围，采用正交试验设计方法，分析了激光功率、焊接速度、离焦量、保护气体流量（同轴保护气体流量、背部保护气体流量、拖罩保护气体流量）等因素对焊接质量的影响规律，并得到了一个合适工艺参数范围。