带筋壁板结构因其质量轻、刚度好等性能优势，在新型飞行器中的应用十分广泛，焊接是带筋壁板T型结构加工制造的关键技术。随着对新型飞行器高效率、高性能和高可靠性的要求越来越高，传统铆接和常规焊接的方式难以满足带筋壁板T型结构的加工制造。本文针对钛合金带筋壁板T型结构，采用双光束激光焊接方法，系统地研究了工艺参数对双光束激光焊接T型接头成形质量的影响规律，分析了T型接头双光束激光焊接过程熔池行为，并探讨了主要缺陷的形成机理及控制方法。同时，分析了钛合金双光束激光焊接T型接头的最微组织、拉伸性能和疲劳性能，并运用红外热成像方法分析了接头拉伸及疲劳过程力学行为，揭示了钛合金双光束激光焊接T型接头拉伸和疲劳损伤机理。　　通过焊接热输入、送丝工艺以及激光束姿态等参数对焊缝成形质量实验研究发现，激光热输入对钛合金双光束激光焊接T型接头焊缝表面及内部成形质量影响较大，焊接热输入越大，焊缝宽度、蒙皮侧熔深、热影响区面积以及焊脚面积越大。送丝位置在光斑边缘的前送丝方式，并且送丝速度较小时，焊缝成形质量相比其它送丝方式显著提高。对称焊缝的激光光束间距应保持在±1mm，且激光入射角较小并偏向蒙皮侧的激光入射位置能获得成形良好的焊缝。　　对钛合金双光束激光焊接过程中的熔池瞬态过程进行了实时的监测。结果表明，焊接过程熔池的形貌呈现出前端大后端小的不对称纺锤形状。部分重叠熔池中后侧熔池受对侧熔池的热作用影响，熔池宽增幅较大。填丝不稳定时，会导致焊丝熔化过程不稳定，此时，焊缝成形质量较差。焊接过程产生未熔合缺陷时，熔池上方等离子体/金属蒸气喷发量显著增多。气孔缺陷产生时，出现小孔面积增大以及熔池金属的猛烈飞溅的现象。　　对T型接头显微组织特征进行了分析。发现双光束激光焊接T型接头两侧热影响区的形貌存在差异，筋条侧的热影响区呈倒三角型，而母材侧的热影响区与焊缝相似呈圆弧形。近母材热影响区由等轴的α相、少量颗粒状的初生β相以及针状马氏体α相组成。近焊缝热影响区，其显微组织为针状的马氏体α相及转变的α相。焊缝区由针状马氏体α相组成，与热影响区中的马氏体相相比，该区域的马氏体相尺寸更大，且呈交错分布的网篮状结构。焊缝熔合区的晶粒尺寸随着热输入的降低而降低。　　对钛合金双光束激光焊接T型接头进行了显微硬度测量、拉伸性能测试以及拉伸过程原位红外热成像分析。结果表明，接头中焊缝及热影响区显微硬度较高，并且在筋条侧热影响区达到峰值。拉伸时由于接头的硬化作用使得钛合金T型接头的拉伸断裂发生于较软的母材处。红外成像分析发现，钛合金T型接头的拉伸过程大致分为三个阶段，即弹性阶段缓慢的温度降低，塑性阶段材料变形加剧温度升高，并最终断裂于温度最高点处。对于钛合金T型接头，由于焊缝区域马氏体的硬化作用，塑性变形发生于两侧母材处，并最终在一侧母材处断裂。接头中咬边缺陷的存在导致在拉伸变形较大时发生显著的应力集中效应，最终导致拉伸试样断裂于咬边处。　　对钛合金双光束激光焊接T型接头进行了疲劳性能测试和疲劳过程原位红外热成像分析，并对疲劳断口进行了扫描电镜观察。得出了中值疲劳寿命S-N曲线和疲劳寿命方程。同时发现，对于T型接头试样，疲劳断裂均发生于焊脚与蒙皮相交位置蒙皮一侧。焊脚及焊缝的存在使得应力集中大幅增加，导致钛合金激光焊接T型接头疲劳性能下降，疲劳试样断裂断口疲劳源区位于试样表面。与未焊合和气孔等内部成形缺陷相比，钛合金T型接头外部成形缺陷对疲劳性能的影响更大，尤其是咬边缺陷，易使表面存在大量的裂纹源，显著降低接头疲劳性能。