航空发动机整体叶盘叶片长期工作在高压及振动载荷等恶劣环境下,容易产生诸多损伤缺陷,对其修复具有巨大的经济效益。TIG（Tungsten Inert Gas）电弧熔丝修复具有低成本高质量的优势,有望成为一种经济可靠的修复方法。然而在钛合金电弧熔丝修复过程中,极易出现粗大的β柱状晶、α相强织构特征以及不均匀微观结构等组织特征恶化沉积层性能。本文针对叶片试样模拟件,开展了TC17钛合金直流电弧熔丝单道单层以及单道多层修复工艺试验,揭示了不同热处理制度对于沉积态修复试样组织及性能的影响规律。探究了三种工艺方法的晶粒细化作用,并通过热过程数值模拟阐明了沉积层亮带以及热影响区微观组织形成机理。分别基于细晶强化思想、固溶强化思想以及复合强化思想,采用低频电弧添加不同种类以及粒径的溶质元素颗粒改善沉积层微观组织,结合时效热处理,达到强化修复试样力学性能的目的。首先,通过单道单层工艺试验得出适用于单道多层沉积的工艺参数。在此基础上,优化沉积策略进行单道多层试验。沉积层宏观组织为贯穿多层沉积层外延生长的粗大β柱状晶,微观组织为α相片层组织,同时沉积层中出现多道平行的宏观亮带特征。分别探究了熔丝修复试样水平以及竖直方向力学性能:水平方向上,抗拉强度为1039MPa,断后伸长率为13.3%;竖直方向上,抗拉强度为1016MPa,断后伸长率为14.8%。竖直方向的强度及断后伸长率分别达到母材的88.2%和80.4%。探究了三种工艺方法的晶粒细化效果,其中通过低频电弧（5Hz）添加B颗粒方法（LPB方法）能够实现粗大β柱状晶向细小等轴晶的转变。而高频电弧（17.5k Hz）添加B颗粒方法（HPB方法）以及超声振动焊丝添加B颗粒方法（UB方法）仅可以减小柱状晶尺寸,不能实现等轴晶转变。LPB方法下,沉积层中1-2mm宽度的β柱状晶转变为100-200μm的细小等轴晶,同时内部强α织构特征被显著削弱。探究了在LPB方法下,两类溶质颗粒（产生成分过冷作用的B颗粒以及充当异质形核点的La2O3颗粒）与低频脉冲电弧结合时的作用规律。分别开展了不同含量B颗粒以及La2O3颗粒的单道单层沉积试验,探究其对沉积层几何形貌、熔池流动以及晶粒结构的影响。开展了不同种类电弧与La2O3颗粒相结合、以及脉冲电弧、B颗粒与La2O3颗粒共同作用下的单道多层沉积试验。通过对沉积层晶粒演变的分析,确定了钛合金熔丝修复过程中影响晶粒形貌演变的内在因素。建立了电弧熔丝修复热过程数值计算模型,揭示了热过程特征与固态相变中亮带特征演变的关系:后续沉积层的多次热循环使之前沉积层中特定位置的α相在同素异构转变温度范围（600℃-977℃）内停留时间最长,进而造成α相的粗化,形成宏观亮带组织。基于细晶强化思想,通过低频电弧添加0.1wt.%B颗粒（粒径20μm）的综合力学性能较好,各向异性程度最低,抗拉强度为1066MPa,达到了母材的92.5%,断后伸长率为10.5%,强度的增加主要是细晶强化以及Ti B的第二相强化作用;基于固溶强化思想,通过低频电弧添加0.5wt.%Zr O2颗粒（粒径50nm）,使修复沉积层性能提高了100MPa,断后伸长率为9.6%。强度增加的主要原因是Zr以及O元素的固溶强化作用,以及析出的硅化物起第二相强化作用;基于复合强化思想,通过低频电弧添加2 wt.%Sn颗粒（粒径75μm）和4 wt.%Cr颗粒（粒径45μm）显著强化沉积层抗拉强度,修复试样断裂位置由沉积区转移至远热影响区（Far-HAZ）,抗拉强度为1115MPa,断后伸长率为8.7%。沉积层内部形成了极其细小的纳米网篮组织,结合Cr和Sn的固溶强化作用,达成提高沉积层强度的目的。而Far-HAZ成为薄弱区的主要原因是其中α相的溶解,尤其是次生α相的溶解,初生α相以及次生α相的溶解主要遵循Ostwald熟化机制。最后,针对修复试样的薄弱区-远热影响区,提出了时效热处理方法强化薄弱区的力学性能。在低频电弧添加2 wt.%Sn和4 wt.%Cr颗粒的基础上,采用500℃/4h,AC的时效热处理方法强化薄弱区-远热影响区,最终使断裂位置转向母材,修复试样抗拉强度为1187MPa,断后伸长率为6.7%。为反映热处理对母材强塑性的影响,单独对母材试样进行500℃/4h,AC的时效热处理,抗拉强度达到1184MPa,断后伸长率为17.5%,强度比原始母材高的同时,断后伸长率达到原始母材的95.1%。