双金属机械复合管因为基材与覆层材料之间化学成分差别较大,且层间结合力较弱,在焊接过程中往往会产生层间脱落、剥离等现象,易导致接头焊接缺陷的产生及后续焊接的不可操作。因此,采用焊接方法将机械复合管管端由机械结合转变为冶金结合是现今解决机械复合管焊接难题的有效途径之一。目前,最为常见的管端焊接方法主要是TIG堆焊,但在试验研究中发现,其仍然存在稀释率大、焊接效率低及焊后管端变形大等缺点。而激光熔覆技术作为一种新型的表面改性技术,其具有热输入小、冷却速度快、涂层稀释率低及热变形小等特点。基于此,本文提出采用激光熔覆替代管端堆焊实现L415/316L机械复合管端部的冶金结合。目前高韧性耐蚀激光熔覆粉末研究仍不成熟,本文依据不锈钢机械复合管的材料成分,从现有市场粉末中挑选或配置出低硬度、高耐蚀的自熔性合金粉末和非自熔性粉末各一种,并通过微观组织结构分析和力学性能试验,对比研究自熔性合金粉末与非自熔性粉末激光熔覆试件的组织性能特点,确定出适合机械复合管端部激光熔覆的粉末类型,并对不锈钢机械复合管实施端部激光熔覆工艺,然后实施机械复合管的焊接。同时,依据复合管标准规范,对复合管焊接接头进行相关的显微组织分析、力学性能测试及腐蚀性能检测,综合评价该焊接工艺的适用性。研究结果表明,自熔性合金粉末A和非自熔性合金粉末B熔覆层均符合低硬度、高耐蚀的性能要求,两种粉末熔覆层均由平面晶、胞状晶、柱状晶和等轴晶组成,其物相主要由γ-Ni固溶体组成。其中,自熔性合金粉末熔覆层中C、Si元素含量较高,并固溶于γ-Ni固溶体中,熔覆层脆性较大,熔覆试样表现出较高的抗拉强度和抗冲击性能,但较差的抗弯性能;而非自熔性粉末熔覆层由于C、Si含量少,且合金元素种类多,塑韧性良好,其熔覆试样抗拉强度、抗冲击性能和抗弯性能均表现优良。熔覆试样拉伸断口SEM显示,自熔性粉末熔覆层为准解理断裂,属脆性断裂,而非自熔性粉末熔覆断口由大量韧窝组成,属韧性断裂。从组织结构、化学成分和力学性能三方面综合考虑,非自熔性粉末更适用于机械复合管端部激光熔覆。采用非自熔性粉末B和ENiCrMo-3焊材对L415/316L机械复合管进行端部激光熔覆和对焊焊接工艺试验,所获焊接接头各界面组织均结合良好,各界面区域均未产生脆硬组织,仅316L不锈钢侧热影响区受激光熔覆作用,在快速冷却过程中产生了少量的铁素体。力学试验结果表明,该焊接接头具有良好的抗拉性能和抗弯性能,其抗拉强度可达到530MPa,高于标准规范要求的514MPa,可以满足实际工程对于复合材料焊接接头的强度性能要求。晶间腐蚀试验表明,接头焊缝在沸腾的晶间腐蚀溶液中浸泡24h后,仍具有良好的弯曲性能,该焊接接头耐晶间腐蚀性能优良。端部激光熔覆工艺可以实现机械复合管的高质量焊接,且可应用于机械复合管焊接工程中。