焊接技术是现代工业高质量、高效率生产中不可缺少的先进制造技术,应用领域广泛。随着科技的发展,高能束焊接方法在各领域中的应用比例逐渐扩大。为解决单一热源的焊接存在的各种各样的问题,研究人员的研究重心逐渐从单热源焊接转移到复合热源焊接。304不锈钢作为广泛应用的奥氏体不锈钢,以其优越的焊接性能在焊接领域应用广泛,所以研究304不锈钢焊后的接头形貌及组织性能具有重要意义。本文以304不锈钢为研究对象,提出“激光-等离子弧复合热源填粉焊接工艺”,并对工艺的提出进行了实验研究与数值模拟验证。以3mm厚的304不锈钢板进行了激光-等离子弧复合热源填粉焊接工艺实验,得到不同工艺参数下的焊接接头,与单一热源的接头进行了对比。分析了几种主要工艺参数（激光功率、等离子弧电流、激光离焦量）对焊缝宏观微观形貌及接头力学性能的影响。建立了激光-等离子弧焊焊接过程的三维热源模型及有限元分析模型,进行了焊接过程中的温度场-流场耦合三维模型的瞬态模拟,分别从温度场和流场两个方面分析了宏观形貌和微观组织的相互联系。研究结果表明:对于304不锈钢的平板焊接,激光-等离子弧复合热源填粉焊接工艺是一种有效的焊接方法。该焊接方法比单一热源焊接具有更好的间隙适应性和热源对中适应性。复合后由于热源的相互作用,等离子弧的刚度和穿透力得到了提高,可获得较大熔深的焊缝。工艺参数对焊接接头宏微观形貌具有较大影响,工艺参数的改变影响了热输入的变化,并改变了熔池的流动状态,接头效率在94～108%之间,延伸率小于母材。