双相不锈钢因同时具备铁素体、奥氏体两种相组织而得名“双相”,从1927年产生至今已有近百年的发展历程,其相比于铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢除了具有塑韧性好、导热系数高、屈服强度高、无室温脆性的优点之外还具有很强的耐腐蚀能力,因而广泛在石油、化工、能源、船舶等领域应用。中国虽然是世界上焊接材料消耗量最大的国家,但不是焊材生产强国,不锈钢、耐热钢、低温钢以及高强度钢等特殊合金焊接材料主要还从国外发达国家采购。研发“复杂应力状态与环境的耐腐蚀钢铁材料”是《中国制造2025》提出的目标之一,这一目标的提出将加速双相不锈钢的深度研发和应用,促进双相不锈钢焊接材料的开发。基于焊材市场现状及《中国制造2025》对高端装备用新材料的发展目标,课题组进行了双相不锈钢药芯焊丝的开发研究工作。本文采用了固定变量法和正交方法研制了Cr、Ni、Mo为主要合金元素以及Mn、Cu、N为少量元素的CO2气体保护焊药芯焊丝。经过显微组织观察、腐蚀性能和力学性能试验的对比分析,得到了优化后的药芯焊丝成分。随后,对优化后的药芯焊丝进行了8.32 k J/cm、11.02 k J/cm、14.04 k J/cm、17.39 k J/cm四组不同热输入量的焊接试验,最终确定了最优的焊接工艺参数。接着,采用最优的焊接工艺参数对优化后的药芯焊丝进行焊接,并研究了热处理温度对焊接接头组织和性能的影响,进而得到了焊接接头析出相的敏感温度区间和焊接接头性能最佳时对应的热处理温度点。最后,对比了所研制的药芯焊丝焊缝金属与母材的耐腐蚀性能并分析了耐腐蚀的机理。通过以上研究,本文得到结论如下:（1）使用TCC软件对研发的2205双相不锈钢药芯焊丝组分进行计算,得到Cr、Ni、Mo、Mn、Cu和N不同配比的药芯焊丝焊缝金属相组分图,揭示了合金元素的变化量对相构成及比例的影响。结果表明:焊缝金属在500～1000℃时效保温会有σ、M23C6、氮化铬、χ、R等析出相;焊缝金属中加入不同含量的不同元素不仅会导致焊缝金属中的析出相种类不同,还会造成相平衡时所对应的温度也不同。（2）研究了2205双相不锈钢药芯焊丝主要元素Cr、Ni、Mo对熔敷金属性能影响规律。通过极差分析,按照优先考虑强度,兼顾冲击韧性和耐腐蚀性能的原则,确定了Cr、Ni、Mo主要元素的最优成分点为22wt.%、5wt.%和3wt.%。（3）研究了不同含量的Mn、Cu、N元素对熔敷金属组织、力学性能和点腐蚀性能的影响。结果表明:增加Mn含量提高了拉伸强度但降低了冲击功;Cu含量为0.6%时,抗点腐蚀性能最好;N含量在0.2wt.%时,伸长率和断面收缩率值最高。（4）揭示了焊接热输入对优化后药芯焊丝焊接接头性能的影响规律。结果表明:焊缝处出现了边界奥氏体（GBA）、魏氏奥氏体（WA）、晶内奥氏体（IGA）和二次奥氏体（γ2）四种不同形态的奥氏体组织;热输入越大,析出相σ含量越多;提高热输入,粗化了α/α晶界及γ/α相界,析出相γ含量增多;热输入为11.02 k J/cm时,力学性能和耐点蚀性能较好;使用优化的药芯焊丝焊接后的焊缝金属的抗拉强度可以达到782 MPa,冲击功（-40℃）为42 J,点腐蚀速率为0.782 g/（m~2h）;3.5wt.%Na Cl溶液中的药芯焊丝焊缝金属的耐腐蚀性稍低于母材,极化曲线形状二者吻合。（5）研究了焊后热处理对优化后药芯焊丝焊接接头性能的影响规律:温度（600～800℃）升高,焊接接头中的σ相增多,冲击韧性和耐腐蚀性能降低;当温度为900℃时,σ相含量有所降低;焊态下的焊接接头存在少量σ相和二次奥氏体（γ2）;1000℃以上热处理后熔合区宽度减小,母材和焊缝得到很好的熔合,组织更加均匀;铁素体含量随着热处温度的升高而增加且晶粒尺寸也增大,σ相消失;最佳焊后热处理温度为1050℃,1小时。