在大型集装箱船、发电装备、重型机械等重大装备中厚壁钢结构是十分常见的。其厚板焊接生产目前采用的高效焊接方法是窄间隙电弧焊。为了进一步提高焊接生产效率和质量，将激光焊接方法用于厚壁结构的焊接正得到世界范围的关注。其中激光填丝焊接相比而言更适合大板厚。对于采用每层单道的超窄间隙厚板接头激光填丝多层焊，一个稳定的焊接过程和一个对称的焊缝成形是十分重要的。在本论文中，采用激光填丝多层焊方法对碳钢超窄间隙厚板对接接头进行了焊接。通过高速摄影实验观察，分析了主要焊接参数对焊接过程稳定性的影响。激光光斑和焊丝端部在坡口中的对中性对焊缝成形的影响也进行了分析。实验结果表明，光丝间距和激光功率对过程稳定性即熔化金属过渡有明显影响，而焊接速度和送丝速度的影响相对较小。激光光斑和焊丝端部的对中性对焊缝成形有不同影响。基于上述结果，采用优化的激光填丝焊接工艺参数，实现了无未熔合等缺陷的35mm～70mm厚碳钢对接接头焊接。