油气管道肩负着石油、天然气等化石能源的输送重任,已成为我国第五大运输业。其中焊接作为管道建设中最重要的工作,它与整个工程的建设成本和工程质量紧密相关。目前,管道焊接仍主要采用电弧焊,无法进一步增加焊接速度、提高焊接效率,研究新一代高效、安全、低成本的焊接技术已成为管道施工中急需解决的问题。激光-电弧复合焊接由于兼具了单激光焊与单电弧焊的优势、且弥补了各自不足,已广泛应用于船舶制造、汽车工业、工程机械及铁路机车等行业,在管道领域也展现出极大的应用潜力,国内外研究机构相继开展了激光-电弧复合全位置焊接研究。但由于大功率激光-电弧复合焊接以激光焊为主,仍需进一步验证其对复杂环境的适应性及可靠性。本论文提出采用一种低功率高峰值脉冲激光诱导并增强电弧的复合热源,它的主要优势是与电弧焊相比,能够提高焊接效率、焊接质量及自动化水平;与大功率激光-MAG电弧复合焊相比,具有成本低、适应性好,易于满足现场实际焊接要求。因此,开展以提高焊接效率、节约能源为目的的低功率激光-MAG复合全位置焊接技术研究具有重要的理论与实际意义。本文采用激光-MAG复合热源,分别进行了5mm厚E36高强钢仰焊及12mm厚X52管线钢全位置焊接的研究。5mm厚E36高强钢的仰焊单面焊双面自由成形对比试验表明,激光-MAG复合热源实现对接仰焊全熔透的热输入仅为单MAG电弧的71%,因此获得的焊接接头焊缝区及热影响区过热区的晶粒更加细小。受力分析表明,重力是影响仰焊接头成形的重要因素,复合热源能有效减小熔池体积而降低重力,从而抑制仰焊接头背面内凹及正面“起脊”缺陷的产生并增大焊接参数适应区间。当激光功率480W,离焦量0mm,光丝间距2mm,对接间隙1mm时,焊接速度介于650mm/min~850 mm/min、电弧电流介于180A~220A,均能获得成形良好的仰焊对接焊接接头。12mm厚X52管线钢激光-MAG复合全位置焊接采用三层三道分段焊工艺,通过合理的控制焊接工艺参数及摆动工艺参数,最终实现了管道全位置各焊接区域打底、填充及盖面各层焊缝的良好成形。在焊接热循环的作用下,自焊缝填充层到焊缝打底层,焊接接头大部分区域的晶粒逐渐细化。热影响区过热区易产生过多魏氏组织而使力学性能变差。焊接接头的硬度测试表明,过热区硬度>焊缝区硬度>完全重结晶区硬度>不完全重结晶区硬度>母材区硬度,且打底层过热区与焊缝区的硬度明显高于盖面层相应区域的硬度。各项力学性能测试表明,不同位置的焊接接头的抗拉强度以及冲击吸收功都达到标准,且45°斜坡焊接头面弯和背弯试样均无任何裂纹的产生。