高氮钢的广泛应用取决于是否具有良好的焊接性。在常压熔焊过程中,高氮钢焊缝氮元素平衡溶解度发生变化导致气孔逸出、固溶氮含量下降和氮化物析出等问题,造成接头性能下降。高氮钢焊接中的缺陷是由于焊缝氮元素的变化所致,本文以12mm厚高氮钢为对象开展了激光-电弧复合焊接试验,针对不同填充材料及焊接热输入对高氮钢接头中氮行为(氮气孔、氮含量和氮化物)、接头组织和力学性能的影响进行了研究。试验结果表明,高氮钢焊缝中存在工艺型气孔和析出型气孔。工艺型气孔形状不规则且尺寸较大,与匙孔不稳定性有关,使得接头截面积降低导致接头力学性能较差。析出型气孔形状为椭圆形且尺寸较小,与凝固过程中氮的溶解度变化有关,对接头力学性能影响不大。氮气孔为析出型气孔,气泡未能在熔池凝固前逸出就会形成气孔缺陷。两种类型气孔受力都与气体密度G和液态金属密度L的差值及气泡尺寸有关。随着焊接热输入增加,熔池粘滞系数CD降低,气泡易于逸出熔池,使得焊缝气孔率下降。焊缝氮含量与母材氮元素过渡、焊丝中氮的析出、溶入和焊缝熔合比有关,适当的填充材料可以提高氮的平衡溶解度。通过氮元素反应热力学计算熔池中氮含量公式,高氮钢焊缝不同位置氮含量测量值与熔池中氮含量的经验公式计算值总体趋势基本相同。高氮钢焊缝中氮化物的热敏感温度在850～900℃之间,随着高氮钢焊缝时效温度的增加,晶界析出物从粒状长大到不连续胞状,晶胞内析出相继续长大为长条状,最终形成类珠光体状析出物。在相同焊接热输入条件下,含氮焊丝焊缝与不锈钢焊丝焊缝相比,其焊缝氮含量高,气孔率较低。不锈钢焊丝焊缝中气孔受拉应力作用成为裂纹源,导致不锈钢焊丝焊缝抗拉强度与含氮焊丝相比较低。当激光功率为P=3.25k W时,不锈钢焊丝焊缝抗拉强度最大为867MPa,当激光功率P=3.5k W时,含氮焊丝焊缝抗拉强度最大为953MPa。高氮钢焊缝组织为树枝晶结构与母材等轴状奥氏体组织相比韧性较差。两种焊丝焊缝冲击断口与拉伸断口韧窝相比较为相似但深度明显较小。含氮焊丝焊缝拉伸断口裂纹源较多,韧窝深且均匀,使得相同工艺参数下含氮焊丝焊缝抗拉强度均高于不锈钢焊丝焊缝抗拉强度。当激光功率P=3.5k W时,不锈钢焊丝焊缝所受冲击吸收功最大为181J;当激光功率为P=3k W时,含氮焊丝焊缝所受冲击吸收功最大为182J。