高氮钢（N≥0.5%wt）利用“氮”替代“镍”和“碳”,采用Cr-Mn-N成分体系,具有强度高、塑韧性好、耐腐蚀性强、抗高速冲击性能特别高等优点,是一种新型高强高韧不锈钢。本文针对8～20mm中厚板高氮钢对接接头,开展了Ar-O2-N2三元活化PMIG焊（简称N-MIG焊）、激光穿孔焊和激光+（N-MIG）复合焊接工艺研究,初步揭示了高氮钢焊丝电弧行为和熔滴过渡特征,掌握了保护气体、工艺规范等对高氮钢焊缝成形、微观组织和力学性能的影响规律,形成了较为合理的高氮钢焊接工艺窗口。采用VEO410高速摄像和Smart激光背光系统,研究了高氮钢焊丝N-MIG焊接电弧行为和熔滴过渡特征,揭示了N-MIG焊接过程熔滴过渡为非典型爆破过渡模式,焊丝急剧加热、氮元素急剧逸出是熔滴爆破过渡的主要根源。N-MIG焊接试验表明,焊接过程熔滴呈爆破性过渡、熔池粘度较大、稳定性不高,飞溅不能完全避免,焊缝氮含量可控制在0.5%以上,焊缝外观成形焊缝中氮气孔呈细微型弥散式分布,焊缝接头强度950～1050MPa;高氮钢激光穿孔焊接试验表明,焊接过程稳定、飞溅较少,焊缝氮含量损失可控制在0.15%以内,焊缝中气孔也呈细微型弥散分布,焊缝接头强度900～1000MPa。激光+（N-MIG）复合焊接工艺试验较为全面的研究了工艺参数对焊缝成形、微观组织和力学性能的影响,探究了中厚板高氮钢激光+（N-MIG）复合焊气孔行为特征及控制模型,针对典型厚度高氮钢激光+（N-MIG）复合焊接头,进行了较为深入的组织和力学性能研究,结果表明:在保证焊透工艺规范下,侧向输入Ar-O2-N2保护气、采用较小的激光功率和较低的焊接速度,是减少高氮钢焊缝内部气孔的有效技术手段。在此基础上,获得了最佳的工艺参数,以12mm厚高氮钢对接为例:激光功率8000W,电流220A,焊接速度14mm/s,离焦量-2mm,光丝间距3mm,激光侧向保护气88%Ar+2%O2+10%N2,流量20L/min,N-MIG保护气为93%Ar+2%O2+5%N2。高氮钢激光+（N-MIG）复合焊接头由焊缝区、热影响区和母材区组成。焊缝区分为电弧区和激光区两部分。焊缝区组织为树枝晶,氮含量对枝晶间距和晶粒大小有显著影响。不同氮含量的接头焊缝区XRD检测结果表明接头物相均为奥氏体和碳化物。母材区硬度值最高,热影响区次之,焊缝区最低。不同氮含量的焊接接头抗拉强度不同,最高可达986.8MPa,为母材的94%,最低为929.9MPa。拉伸断口和冲击断口均分布有等轴韧窝,为韧性断裂。