1 物理性能差异的影响
钛合金与不锈钢二者在物理性能方面存在以下几点差异：首先，钛合金的主要成分钛和不锈钢的主要成分铁都属于高熔点材料，如果采用熔化焊接的方法进行二者的连接则加热温度很高，在焊接加热和冷却的过程中会产生很大的焊接应力。并且钛合金的熔点比不锈钢高，在焊接过程中熔点低的材料达到熔化状态时，熔点高的材料仍呈固体状态，这时已经熔化的材料容易渗入过热区的晶界，会造成低熔点材料的流失、合金元素烧损或蒸发，使焊接接头难以焊合；其次，钛合金的线膨胀系数大约是不锈钢的2倍，而线膨胀系数不同的异种材料的焊缝，结晶时就会产生很大的焊接应力，会导致产生很大的焊接变形。由于焊缝两侧材料承受的应力状态不同，容易导致焊缝及热影响区产生裂纹。以18-8不锈钢和TA15钛合金为例，表1给出了两者之间的物理性能差异。
2 化学性能差异的影响
不锈钢中主要合金元素是铁，不锈钢与钛易形成金属间化合物TiFe和TiFe2，不锈钢中的碳、铬、镍等其它元素在较高温度下也可与钛形成TiNi5、TiNi2、TiCr2等多元复合脆性金属间化合物，使焊缝进一步脆化，进一步降低接头性能。钛在温度为1155K时发生相变，高温时以体心立方晶格β-Ti型式存在，温度较低时为密排立方晶格的α-Ti。铁在α-Ti中的固溶度很小（见图1），室温下仅为0.05%~0.1%，在共析温度下不超过0.5%。铁是β-Ti稳定元素，在β-Ti中的固溶度比在α-Ti中的大，在共晶温度1355K时，铁在β-Ti中的固溶度达到zui大值25%。在β-Ti中固溶了铁之后，可以使其相变点温度降低，当β-Ti中铁含量达到一定值时，β-Ti将会被保留至室温，随着β-Ti中铁含量的进一步增高，在冷却过程中，将会造成铁在钛中的过饱和，进而超过其在钛中的固溶度而形成金属间化合物。同时钛是强碳化物形成元素，易与钢中的碳元素形成脆性的TiC，导致焊缝脆性增大，容易产生裂纹。
钛具有较强的吸收气体的特性，在高温下对氧、氮、氢有较高的化学亲和力，易形成脆性化合物，使强度显著提高，而塑性和韧性急剧下降，显著地增加脆性断裂倾向及裂纹形成。氧化产物也会显著降低焊缝金属的强度和塑性。钛和不锈钢在高温下易氧化，从而降低接头质量。高温下钛易于与空气中的氢、氧和氮发生反应。钛在250℃以上开始吸收氢，在400℃以上开始吸收氧，从600℃开始吸收氮。焊接材料的氧化会使得焊接区被这些气体污染而脆化，甚至产生气孔。
在进行钛合金与不锈钢的连接时,解决上述问题的关键在于通过控制和调节界面处的元素扩散，对界面处脆性相的种类、数量、分布形态进行研究和改善，以提高接头的塑性和韧性。同时需要选用适当的焊接方法及焊接工艺参数，减小焊接应力，从而实现二者高质量的连接，获得性能优良的连接接头。
