十四五规划将深海重大工程提至国家战略高度。重大海洋工程装备在维护海洋主权、应对全球气候变化和开发利用海洋资源等涉海领域起着决定性作用。重大海洋工程装备制造技术对实现国家蓝海战略至关重要,体现了国家的综合基础制造水平。深海工程装备往往需要面临高压、冲击和极寒等极端服役工况。钛合金因其优异的比强度、抗腐蚀性能和抗疲劳性能被誉为“海洋金属”,广泛应用于海洋工程装备制造。现阶段各国针对深海探测器核心部件耐压球壳首选材料为大厚度高强韧钛合金。而大厚度钛合金窄间隙焊接成型是必不可少的加工制造过程。目前,大厚度钛合金高质量窄间隙焊接面临众多挑战,其中,如何克服由接头显著组织不均匀性导致的焊缝强韧性恶化问题是最为突出的技术难题之一。多道成型磁控窄间隙TIG焊接（MagneticallyControlled Narrow-Gap Tungsten Insert Gas Welding,MCNG-TIG）和一次成型真空电子束焊接（Electron Beam Welding,EBW）目前广泛应用于大厚度钛合金窄间隙焊接成型。本研究以100 mm厚双相TC4（Ti6Al4V）钛合金MCNG-TIG接头和EBW接头为研究对象,系统对比研究了两种大厚度钛合金窄间隙焊接成型工艺对接头显微组织演变及接头力学响应行为的影响规律,分析讨论了接头焊缝强韧性恶化原因,并建立优化焊后热处理工艺,实现大厚度钛合金接头强化,以期为提升大厚度钛合金构件制造水平提供理论参考。首先,系统表征了两种窄间隙焊接接头不同区域显微组织。研究结果表明:多道成型MCNG-TIG接头焊缝熔合区组织以针状α相为主,而EBW接头焊缝熔合区组织以均匀分布的α/β网篮组织为主;根据显微组织特征,两种接头热影响区可分为近母材区和近熔合区,热影响区组织由初生α相和转变β组织构成。基于所获结果,进一步讨论了不同焊接方式导致的接头显微组织演变过程。然后,对比研究了两种焊接接头单轴拉伸变形行为,MCNG-TIG接头强度和塑性均低于EBW接头。两种接头断裂位置也存在较大差异,MCNG-TIG接头倾向于在母材区断裂,而EBW接头倾向于断裂在焊缝中部。基于不同焊接工艺特点,讨论了MCNG-TIG接头和EBW接头力学响应差异的微观机理;最后,系统研究了不同焊后热处理工艺参数对MCNG-TIG接头显微组织演变及力学性能的影响规律,确定了优化的焊后热处理工艺,提出MCNG-TIG接头显微组织优化构筑策略,明确了接头强化机制。