高氮奥氏体不锈钢(高氮钢)是一种资源节约型不锈钢，主要是利用氮元素来部分甚至完全代替合金元素镍以获得奥氏体组织。利用氮进行合金化，高氮钢具有良好的强韧性和耐蚀性。高氮钢将主要作为结构材料来使用，能否广泛应用在一定程度上取决于其焊接接头的性能。由于高氮的性质，高氮钢焊接过程中可能会出现氮的损失、氮化物和热裂纹等问题，从而造成接头性能的下降。因此，高氮钢焊接技术的研究具有十分重要的理论意义和实用价值。本文采用热模拟、钨极氩弧焊( GTAW)、熔化极惰性气体保护焊(MIG)和激光焊接等方法，对焊接接头中氮的行为、组织、性能进行了研究。主要研究内容及结果如下：　　 (1)热模拟实验结果表明，热影响区组织由奥氏体和少量的δ-铁索体组成。热影响区晶界上存在碳化物Cr23C6，而无氮化物Cr2N的析出。焊接热影响区没有出现软化区。热影响区粗晶区的冲击吸收功随着冷却速度的增大先上升然后降低。而整个热影响区出现了两处脆化区：一处位于峰值温度1350℃的区域，由于晶粒的粗大和δ-铁素体的增多，韧性较低；另一处位于峰值温度800℃的区域，碳化物Cr23C6的析出导致韧性急剧下降。　　 (2)高氮钢氩弧焊和激光焊接过程中，在相同焊接热输入条件下，随着保护气体中氮含量的增加，高氮钢焊缝中的氮含量增加。氩弧焊过程中，保护气体中氮含量低于某一临界值时，焊缝无气孔产生；当保护气体的氮气比例高于此值，保护气体的氮含量越高，焊缝中产生气孔的倾向越大。而对于高氮钢激光焊接的气孔性，热输入较小的条件下焊缝易产生气孔，较大的热输入将抑制焊缝中气孔的产生，而且保护气体中氮含量越高，焊缝中产生气孔的倾向越小。　　 (3)激光焊接焊缝组织为奥氏体和少量的δ-铁素体。随焊接热输入的增大，δ-铁素体的尺寸显著增大，而保护气体组成的变化对δ-铁素体的形态并无太大的影响。高氮钢激光焊接接头没有出现软化区，焊缝区的平均硬度随着热输入的降低而升高，随着保护气体中氮气比例增大而增加。随着热输入的减小，焊缝韧性上升，而保护气体的组成对焊缝冲击吸收功的影响不大。　　 (4)经分析，适用于高氮钢1Cr22Mn16N焊接的焊丝为Cr-Mn-Ni-N合金系。利用自制的不锈钢焊丝，对高氮钢进行了GTAW和MIG焊。焊接接头组织为奥氏体和少量的δ-铁素体。GTAW焊接过程中，保护气体中加入一定量的N2，焊缝区的强度明显提高。MIG焊接接头的强度与母材相当。低温冲击结果表明，高氮钢钨极氩弧焊焊接接头具有良好的韧性，采用单道焊的MIG焊焊接接头也具有较好的韧性，但采用多道焊的MIG焊焊接接头，由于热影响区经历了多次焊接热循环的作用，韧性较低。