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钛与铝热物理性能相差大，采用传统熔焊方法进行连接时易生成Ti-Al脆性金属间化合物，Ti/Al异质合金被认为难以实现熔焊连接。本文采用SAl1100、SAl4043、SAl4047及SAl5356焊丝针对TA15钛合金与2024Al、5A06Al合金进行填丝钨极氩弧焊(GTAW)连接，研究焊丝合金成分及铝合金母材对接头组织特征的影响。焊丝成分对接头显微组织具有较大的影响，铝合金母材对接头组织的影响很小。采用Al-Si系焊丝SAl4047时，获得的Ti/Al GTAW接头焊缝中脆性析出相数量少，接头厚度方向Ti/Al过渡区组织差异较小且反应层平均厚度较小，组织性能较好。采用其它三种焊丝时Ti/Al过渡区厚度大且存在裂纹，接头厚度方向过渡区组织差异大。 采用SAl4043焊丝对RuTi/1060Al异质合金进行脉冲熔化极氩弧焊(P-GMAW)连接，研究焊接热输入对接头组织特征的影响。焊接热输入对Ti/Al P-GMAW接头焊缝及Ti/Al过渡区显微组织具有较大的影响。焊接热输入较低时，焊缝中形成了尺寸较小的颗粒状或短棒状析出相，钛合金与焊缝之间形成一层锯齿状的过渡区;焊接热输入较大时，焊缝中出现了粗大的条状、骨骼状析出相，钛合金与焊缝之间形成了多层状结构的过渡区。 采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)对采用Al-Si系焊丝的Ti/Al氩弧焊接头过渡区相结构及元素分布进行分析，研究Ti/Al异质合金的氩弧焊连接机制。钛与铝异质合金形成熔-钎焊结合:GTAW接头钛合金上表面微区形成Ti/Al熔合区，其余位置钛与铝为钎焊结合;P-GMAW接头钛与铝形成钎焊结合。Ti/Al熔合区由钛侧至焊缝侧依次形成Ti3Al层、TiAl+Ti5Si3共晶层、Ti9Al23+Ti5Si3共晶层（Ti5Al11+Ti5Si3共晶层）及TiAl3层实现连接;钎焊界面由钛侧至焊缝侧依次形成α-Ti层、Ti5Si3与TiAl3混合层及TiAl3层实现连接。 结合应力分析，对填丝GTAW接头Ti/Al过渡区焊接裂纹的起源与扩展进行研究。Ti/Al过渡区内既存在冷裂纹也存在热裂纹。垂直于钛合金表面的拉应力导致余高末端Ti/Al熔合区开裂形成冷裂纹;冷裂纹主要沿熔合区内不同金属间化合物层之间的界面进行扩展。熔合区内脆性金属间化合物中易形成多边化边界，在水平方向拉应力作用下形成多边化裂纹;热裂纹主要沿多边化边界扩展。接头根部Ti/Al钎焊界面反应层厚度小，结合弱，水平方向拉应力作用使界面剥离形成冷裂纹;裂纹主要沿钛合金与反应层之间的界面进行扩展。 对采用SAl4043、SAl4047焊丝连接的TA15/2024Al GTAW接头进行拉伸测试。采用SEM、EDS对接头的断口形貌特征进行分析，研究接头的断裂行为。采用SAl4043焊丝时，接头抗拉强度可达216MPa;接头既可由钛侧破坏，又可由铝侧破坏。接头由钛侧破坏时，断裂主要发生在钛合金与Ti/Al反应层的界面处，局部断裂于反应层附近的焊缝中。接头由铝侧破坏时全部断裂于靠近熔合区的铝合金焊接热影响区中。采用SAl4047焊丝时，受拉伸力与剪切力的共同作用，接头强度较低且全部断裂于Ti/Al过渡区附近。