运用激光电弧复合热源焊接方法，通过添加Cu-Zn中间层实现了TC4钛合金与304不锈钢的良好焊接，并对搭接接头横截面形貌、微观组织、相成分、力学性能及断裂位置进行了分析。结果表明，钛合金与不锈钢复合焊接接头过渡区组织成分主要包括Ti-Cu金属间化合物、铜基固溶体及Fe-Cu共析混合物。随着激光功率的增加，在钛铜界面一侧，生成的Ti-Cu金属间化合物厚度逐渐增大，对接头性能产生不良影响，激光功率较大时断裂发生在钛铜界面处。在铜不锈钢界面一侧，Cu和Fe元素互扩散的深度和密度随激光功率的增大逐渐增加，有利于提高接头性能，激光功率较小时断裂发生在铜不锈钢界面处。实现钛合金与不锈钢的良好焊接的关键在于Ti-Cu金属间化合物与Fe-Cu共析混合物的协调控制。