目前,厚板的焊接已经应用于船舶、航空航天、汽车以及石油管道等工业领域,成为必不可少的关键工艺技术。本文提出的超窄间隙激光-电弧复合多道焊技术正是基于这个趋势而发展起来的一种高效率厚板连接方法,相比较传统弧焊、窄间隙焊以及电子束焊方法,具有巨大优势。在厚板焊接中,难点在于首道复合焊接过程中稳定性的控制。因此,本课题对高强钢E36厚板进行超窄间隙激光-GMAW(熔化极气体保护焊)复合多层多道焊工艺研究,并对焊接接头的微观组织成分分析和力学性能测试。首先简要介绍本实验中用到的材料特性,实验装置以及焊接后对试样的处理方法。然后在16mm厚板上加工两种不同的坡口尺寸,研究不同坡口间隙对于焊缝成形的影响。发现在合理的工艺参数下,更窄的坡口间隙能够得到良好的焊缝成形,即单边平台为1mm,坡口角度为4°。考虑到30mm厚板焊接道次较多,会产生较大的应力变形,因此在后续实验中将单边平台增加到2mm。随后,在16mm厚板优化的坡口形式下,确定单道复合焊合理的工艺窗口:电流和焊接速度是影响超窄间隙激光-电弧复合焊焊缝成形的最主要因素,光丝间距和离焦量对焊缝成形的影响不显著,而激光功率维持在2.5kW可以改善焊缝的显微组织,提高接头的力学性能。最后,设计多道复合焊的焊接工艺参数,完成30mm厚板的焊接。焊接完成后,制备金相试样和拉伸试样,观察焊缝内各区域的显微组织以及检测接头的力学性能。复合焊焊缝中心显微组织为铁素体和珠光体,但是电弧区表现为粗大的呈带状分布的柱状枝晶,而激光区为柱状晶和等轴枝晶组成,后者晶粒相对细小。热影响区显微组织主要由针状铁素体、块状铁素体和珠光体组成。两道复合焊交界处的重熔区组织仍为铁素体组织,晶粒有一定细化。接头的最高硬度位于复合焊缝中心粗晶粒区域,而重熔区靠近母材的两侧硬度较低,会产生软化区域,但从拉伸性能结果发现,并没有影响到焊接头的力学性能,均达到焊缝的强度要求。从而验证了多道复合焊实验的可行性和正确性。