为了探索TC4钛合金水下湿法激光焊接的可行性，开展了水下湿法激光焊接工艺研究，并研究了表面预置焊接辅助剂对焊接成形行为的影响，对比分析了空气中焊接和水下焊接焊缝的微观组织性能和力学性能。结果表明：增大功率、降低焊接速度有利于获得更大的水深阈值；而离焦量对水深阈值的影响较小。TC4钛合金水下焊接焊缝呈典型的“钉头型”形貌，空气中焊接的TC4焊缝由α′马氏体相组成，并形成了网篮状的组织；水下焊接时，由于冷却速度快，焊缝中除α′马氏体相外，还有部分残余β相。热影响区由α′马氏体相和初始α相构成。靠近熔合线一侧的HAZ中α′马氏体相含量较高。与空气中焊接相比，水下焊缝熔宽窄、热影响区小、晶粒更细，焊缝中心硬度达到600 HV_0.1以上。焊接辅助剂能够增大水下湿法激光焊接的水深阈值，在相同条件下，涂覆焊接辅助后熔深增加。未使用焊接辅助剂的水下湿法激光焊接焊缝的抗拉强度为439MPa，仅为基体抗拉强度的47.1%，呈现脆性断裂。使用焊接辅助剂后，焊缝抗拉强度提高到653MPa，与未使用焊接辅助剂的焊缝相比，提高了47.8%，达到TC4基体的70.1%。呈现典型的混合断裂断口形貌。

钛合金;水下湿法焊接;激光焊;微观组织