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激光-电弧复合焊接是将物理性质、能量传输机制截然不同的两种热源复合在一起的高效焊接方法，具有高速度、高效率、低热输入、良好的桥连性等特点，在薄板钛合金的焊接上具有很高的应用价值。目前，对薄板钛合金光纤激光-TIG电弧复合焊接工艺的研究很少，对不同保护气下两热源之间相互作用的研究并不深入，一些根本性的问题仍没有解决，因此，从基础的科学问题出发，开展相关工艺和机理的研究工作具有重要的意义。 本文针对厚度为1mm的TC4钛合金薄板进行光纤激光-TIG电弧复合焊接试验，首先研究了激光功率、电弧电流、热源间距、保护气成分及流量等工艺参数对焊缝成形的影响，同时分析了焊接接头的显微组织及力学性能。然后针对氩气和氦气两种保护气体，研究了单激光焊接、单电弧焊接以及复合焊接三种过程中的羽辉、电弧特性，并结合工艺结果，分析讨论了光纤激光-TIG复合焊接过程中两热源之间的相互作用机理。主要研究结果如下: 1.薄板钛合金光纤激光-TIG电弧复合焊接时，焊缝咬边程度和复合热源的热输入有关，输入的能量越大越集中，焊缝咬边深度越小。焊接保护效果主要由电弧输入的热量决定，输入的热量越大，保护效果越差。 2.采用优化的复合焊接工艺参数获得的焊接接头，接头抗拉强度高于母材，断后延伸率低于母材，断裂位于母材。 3.复合焊接过程中，部分金属粒子代替气体粒子导电，羽辉被“压制”在匙孔上方的区域，不会产生显著的向上喷发，为电弧提供了有效的阳极斑点，起到了引导和稳定电弧的作用，同时电弧弧柱产生膨胀，作用宽度、温度和电压也发生了改变，并且变化程度受功率、电流、热源间距、保护气成分的影响。 4.复合焊接过程中，氦气保护下电弧等离子体电压、温度、作用宽度大于氩气保护的，大电流电弧等离子体电压、温度、作用宽度高于小电流电弧的，使得前者电弧输入能量均高于后者，从而导致所需要保护的范围增加，相同保护条件下，保护效果变差。随着激光功率和热源间距的变化，电弧等离子体电压、温度、作用宽度成波动性变化，甚至相反，这与羽辉和背面等离子体的喷发程度有关，使得电弧输入能量及保护效果无明显变化。