双相不锈钢是一种单一钢种且兼有各项优异性能的金属材料,在石油、化工等领域得到了广泛应用。双相不锈钢组织为铁素体+奥氏体两相结构,当双相比例平衡时,其性能达到最佳。目前,对2205双相不锈钢焊接性问题的研究越来越广泛,不同的焊接工艺和板厚都对焊接接头的组织和性能产生较大影响。本文采用手工电弧焊（SMAW）、钨极氩弧焊（GTAW）、钨极氩弧焊打底+手工电弧焊填充（GTAW+SMAW）三种焊接方法分别对8 mm、30 mm、55 mm三种厚度的试板进行多层多道平板对接焊试验,通过同一板厚（8 mm）不同工艺以及同一工艺（GTAW+SMAW）不同板厚的试验对比,采用组织分析、力学性能测试和有限元模拟等手段对焊接接头的焊接性进行研究,为工程实践应用提供理论依据,取得了如下研究成果:（1）对接头XRD衍射测试分析,可知三种焊接工艺的接头焊缝都只有α和γ两相,并无有害二次相析出;对不同焊接工艺条件下焊接接头组织分析可知,SMAW接头铁素体含量更高,GTAW接头奥氏体含量更高,晶粒更细密,GTAW+SMAW焊缝组织的铁素体相含量适中,三种工艺的焊缝盖面层由于热输入最大,冷却速度最快导致晶粒粗大且铁素体含量都高于其它焊层,填充层受到热循环作用明显晶粒得到细化;三种工艺的焊缝平均铁素体含量（%Fe）呈现FSMAW>FGTAW>FGTAW+SMAW,说明SMAW耐腐蚀性较差;总体来看,GTAW+SMAW接头组织分布最优。（2）三种焊接工艺接头抗拉强度呈现Rm GTAW>Rm GTAW+SMAW>Rm SMAW,弯曲试样接头处均无裂纹出现,符合材料性能要求;三种焊接工艺的接头焊缝和热影响区冲击韧性都呈现ak GTAW>ak GTAW+SMAW>ak SMAW,说明GTAW冲击塑韧性更好;SMAW和GTAW拉伸断口断裂性质为韧性断裂,GTAW+SMAW为韧脆混合断裂;三种工艺焊缝冲击断口为韧性断裂,热影响区冲击断口为准解理断裂和韧脆混合断裂;对三种焊接工艺的接头焊缝进行维氏硬度测试,硬度呈现HVSMAW>HVGTAW+SMAW>HVGTAW,其中,填充层硬度最高,热输入增大,硬度值会降低;对三种焊接工艺的接头进行耐点腐蚀性能测试,腐蚀率呈现CRGTAW>CRSMAW>CRGTAW+SMAW,说明GTAW接头耐腐蚀性较差;总体来看,GTAW接头力学性能最优。（3）三种板厚都采用多层多道焊,不同焊层热输入和冷却速度不同,奥氏体组织含量存在差异;通过XRD测试分析,三种板厚的接头焊缝也都只有α和γ两相,无有害相析出;随着板厚尺寸的增加,焊接层数道数更多,焊接热输入增大,焊缝填充层受到的热循环更多导致晶粒更细小,焊缝盖面层铁素体含量更高且晶粒更粗大,焊缝打底层晶粒更细密;三种板厚的焊缝平均铁素体含量（%Fe）呈现F8 mm>F55 mm>F30 mm;总体来看,55 mm板厚接头组织晶粒分布更优。（4）随着板厚尺寸的增加,接头平均抗拉强度逐渐减小,弯曲试样接头处均无裂纹出现,符合材料的性能使用要求;随着板厚尺寸的增加,接头焊缝和热影响区的冲击韧性逐渐降低,其中8 mm板厚接头塑韧性更好;三种板厚拉伸断裂失效机制基本相同,断口都为韧脆混合断裂,焊缝填充层冲击都为韧性断裂,热影响区冲击都为准解理断裂;总体来看,8 mm板厚接头力学性能最佳;对三种板厚接头不同焊层的硬度进行测试,随着板厚尺寸的增加,焊缝硬度逐渐增大,焊缝和热影响区硬度都呈现填充层最高;对三种板厚接头进行耐点蚀性能测试,随着板厚尺寸的增加,平均腐蚀速率逐渐增大,表明接头耐腐蚀性越差。（5）对三种板厚焊接过程中温度场和应力场的变化进行有限元模拟,随着板厚尺寸的增加,焊后温度场梯度范围逐渐增大,55 mm板厚散热较慢,温度最高,8 mm板厚散热范围最大,散热速度最快;多层多道焊时,热循环曲线出现多次峰值,三种板厚在焊接过程中加热阶段升温都很快,而在冷却过程中,温度下降速度较缓慢;随着板厚尺寸的增加,焊后等效应力逐渐减小,焊接层数道数越多,应力释放范围越大;三种板厚接头的应力峰值几乎出现在相同位置且纵向残余应力都要大于横向残余应力。