针对TA15钛合金线性摩擦焊接头，研究了不同热处理工艺对接头组织和力学性能的影响。研究结果表明：热处理过程中，针状亚稳态组织转变为片层α相+保留β相，并且随着热处理温度升高，片层结构逐渐增大。力学性能试验表明，接头拉伸断裂位置均在母材处，热处理后的焊接接头抗拉强度和屈服强度均高于焊态，且疲劳性能和冲击性能得到改善。为保证TA15钛合金线性摩擦焊接头获得较高的综合性能，热处理温度不应高于750℃。