高氮奥氏体不锈钢中因固溶过饱和的氮元素而具备良好的力学性能,抗拉强度高、耐腐蚀性好、加工硬化能力强;同时利用氮作为奥氏体化元素,可节省大量的贵重的镍元素。高氮钢应用前景广阔,然而一种钢材能否应用还取决于其是否具有良好的焊接性。研究表明,高氮钢的焊缝和热影响区易出现氮损失现象,使接头力学性能降低,如何解决上述问题,使接头保持这种不锈钢的力学性能,是高氮钢能否广泛使用的关键。针对上述问题,本文利用Mn N颗粒使焊缝合金化和优化保护气体开展了MIG焊试验,母材分别为轧制态的16mm厚板和3mm厚固溶态薄板,所用焊丝为HCr20Ni10Mn7Mo,研究了不同条件下焊接接头的组织和性能。试验结果表明,对于所采用的焊丝,在常规工艺下熔敷所获得的组织为奥氏体和树枝状分布的δ-铁素体,添加适当量的Mn N可获得单一的奥氏体组织,对其氮元素含量进行测定,发现添加Mn N粉末后焊缝氮含量可达0.3%左右,利用XRD等分析,结果表明氮元素以固溶态存在;利用该工艺对高氮钢薄板进行MIG对焊,接头的抗拉强度提升80MPa,并且保持了良好的塑韧性。对保护气体进行优化,结果表明在保护气体中加入少量的氧化性气体,可使熔敷金属中氮元素的含量得到明显的提升,但对其作用机理,仍需进行进一步的研究;对高氮钢薄板进行试验,结果表明保护气中氮气分压高,所得焊缝中氮元素较多,接头抗拉强度较高,最高可达830MPa;对热影响区的氮含量测定表明,热影响区存在氮元素损失的现象,主要以气孔形式存在于晶界,但并不严重,其力学性能降低的主要原因为组织粗化,同时表明保护气中添加氮气不能阻止热影响区氮的损失。对轧制态的厚板开双V型坡口进行MIG焊,焊后对热影响区的组织分析,结果表明,因在氮化物析出敏感温度区间停留时间较短,未出现Cr2N等,但发生回复再结晶,经轧制出现的带状织构消失,形成六边形的奥氏体组织,同时出现大量的退火孪晶组织;对接头进行冲击试验,结果表明熔合区为接头力学性能的薄弱环节,对断口分析表明熔合区中存在有氮化物析出产生的硬脆相。