本发明公开一种提高钛合金线性摩擦焊接头冲击韧性的热处理方法。该方法首先通过对TC11与TC17钛合金进行线性摩擦焊,得到原始焊接接头,接头TC11侧焊缝区在β相基体上分布大量针状马氏体αs相,TC17侧焊缝区由粗大β晶粒及大量弥散分布的马氏体αs相组成;然后将得到的原始焊接接头在箱式电阻炉中进行固溶处理,并在水中进行淬火;最后将淬火获得的接头再次置于箱式电阻炉进行两次时效热处理,该两次时效热处理温度低于固溶热处理温度200~400℃,TC11侧焊缝区马氏体αs相转变为片层组织,TC17侧焊缝区粗大β晶粒破碎,在晶界形成大量初生αP相。通过该方法,接头冲击韧性提高、综合力学性能得到有效改善、整体叶盘使用寿命增加。