对厚20 mm的TC4钛合金板真空电子束连接过程温度场进行数值模拟，并对其进行了退火处理。采用光学显微镜、显微硬度仪、拉伸试验机、冲击试验机等分析了退火前后电子束接头的显微组织和力学性能。结果表明，TC4钛合金真空电子束连接过程中连接区及其附近热影响区存在较大的温度梯度，可高达1 000℃;退火处理后接头组织为针状马氏体α′相，热影响区组织为针状马氏体α′相和原始的α相与β相，电子束接头显微组织组成相未发生变化，但其晶粒尺寸细化；退火处理消除了电子束接头热影响区到母材区的硬度突变现象，接头抗拉强度达到母材的98%

冲击韧度较退火前提高了6.0%以上。