钛合金以其较高的比强度及优异的耐腐蚀性能，已经被广泛应用于航空航天、船舶、工程机械等行业。通过对零部件失效形式的研究发现，服役期间的机械零部件尤其是焊接构件经常因为细小的裂纹而发生断裂失效，而裂纹的萌生常常起源于零部件的表面，通过对零部件进行表面处理，在金属表面形成残余压应力层，能够抑制裂纹的萌生及扩展。　　通过对 TC4钛合金板材进行超声冲击表面处理，用电化学腐蚀及 X射线衍射测应力的方法，得到残余应力在深度方向的分布曲线；使用有限元模拟软件ABAQUS对冲击过程进行模拟，对模拟结果和实验结果进行对比，结果表明：剧烈的超声冲击会使 TC4钛合金试样发生塑性变形；在对试样进行电化学腐蚀的过程中，腐蚀电压及电流、两极间距、腐蚀时间、阴极和阳极初始表面的状况、所选腐蚀液的化学成分的比例等因素会对电化学腐蚀造成影响。冲击针与试样表面的距离、Johnson-cook模型参数、冲击时间及冲击覆盖率等因素会影响冲击结果。在相同输入频率的情况下，不同的冲击头，试样表面的间距会对超声冲击结果造成影响，间距为0.5mm时得到最大残余应力值及最大残余应力深度值；在相同功率及间距的情况下，当冲击时间小于2.8×10-3s时，随着冲击时间的增加，残余应力和残余应力深度明显增加，当冲击时间大于2.8×10-3s时，随着冲击时间的增加，残余应力和深度增加较为缓慢；当冲击覆盖率大于800％时，随着覆盖率的增加，得到的残余应力只在深度方向上有所增加，而试样表面的残余应力值并不随之增加。　　对TC4钛合金薄板进行电子束对接焊，使用白光3D扫描仪分别对焊前和焊后的薄板试样进行扫描，把扫描得到的点云通过逆向校核软件 GEOMAGIC Control进行处理，提取薄板试样焊接前后的精确形状，通过对形状数据的分析得到焊件的焊接变形数据。利用取条法对焊后薄板上的残余应力进行测量，得出残余应力的分布趋势，使用数值模拟软件 ANSYS建立了薄板试样3D有限元模型，并使用堆叠高斯热源模拟电子束焊焊接热源，进行了变形情况及应力场分析。　　结果表明：焊后薄板的变形主要为挠曲变形及角变形；堆叠高斯热源模拟得到的焊缝形状与实际焊缝形状十分吻合，模拟得到的薄板变形与实际变形在外观上保持一致，3D有限元模拟得到的焊后变形结果与实际变形相比，误差最小为6.5%；焊缝区域纵向残余应力的纵向分布与横向分布的分布趋势相同，焊缝两端为拉应力，中间部位为压应力，最大拉应力和压应力分别位于距离起焊位置200mm和450mm的位置处，并且拉应力和压应力的最大值几乎相等。