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10Cr Ni3Mo V钢由于其强度高、韧性好等优异的综合性能而被广泛的应用于水面舰艇领域。传统的焊接工艺焊接效率低,劳动强度大,而激光焊接技术因具备高效精密,加工柔性好,焊接质量高等优势,在船舶制造领域受到广泛关注。通过研究10Cr Ni3Mo V钢激光焊接（激光自熔焊、激光填丝焊、激光电弧复合焊）的动态行为、焊接缺陷的调控、焊缝成形的优化、接头微观组织和力学性能等,为激光焊接10Cr Ni3Mo V钢在舰艇制造中提供理论依据和技术支撑。针对10Cr Ni3Mo V钢激光焊接的动态行为及成形缺陷控制,构建了包含高速摄影、电信号采集系统的焊接监控平台,研究了反映电弧等离子体与光致等离子体的动态行为,以及熔滴过渡与熔池流动的变化规律的电信号动态特征,揭示了不同焊接工艺参数对焊缝成形及缺陷形成的规律,阐明焊接过程中飞溅、咬边、背部驼峰及气孔等缺陷的形成机制,提出了缺陷的抑制措施及焊缝成形的改进方法;揭示了不同的活性气体成分及不同的活性剂成分对焊缝成形及缺陷形成的规律,阐明了活性气体或活性剂对缺陷抑制的作用机理;采用OM、SEM、EBSD、TEM等分析测试方法完成了对焊接接头的系统表征,并对接头失效的原因进行了详细的分析,揭示了焊缝组织的演变机制,分析了焊接接头的断口形貌和裂纹萌生及扩展路径,阐述了焊接接头的断裂机制。首先,研究了激光功率、送丝速度、光丝间距及引导方式、焊接速度等因素对10Cr Ni3Mo V钢激光焊缝成形及缺陷形成的影响规律。通过对电信号/熔滴过渡进行量化来研究焊接过程稳定性,确定其与焊接成形的映射关系。结果表明,（1）激光自熔焊能够提高焊接效率,但是焊缝成形不理想;（2）在激光填丝焊中,随着送丝速度的增加,焊丝的过渡形式,由铺展过渡到液桥过渡,再到爆炸过渡,其中液桥过渡能够获得良好的焊缝成形,可以消除焊缝成形缺陷,如驼峰,咬边等,在最优焊接工艺下,激光填丝焊的接头质量可以得到保证,但是焊接效率有所不足;（3）对于激光电弧复合焊,随着激光功率的增加,熔深熔宽逐渐增加,对于8-10mm的10Cr Ni3Mo V钢板,最佳参数为6-8k W,随着送丝速度由5m/min至11m/min增加,熔深变化不大,熔宽增加,熔滴的过渡模式从大滴过渡向喷射过渡,旋转射流过渡和排斥过渡转变,喷射过渡有利于焊缝成形,且能够降低缺陷形成的趋势。随着光丝间距由0mn至10mm的增加,焊缝成形先变好后变差,光丝间距为2-4mm时焊缝成形最好,此时能够降低液滴表面张力,促进液滴的细化,实现射流过渡。电弧引导模式优于激光引导模式,由于电弧引导模式可以有效地抑制飞溅,而激光引导模式下,熔池中金属液受金属蒸发反作用力,被挤出熔池形成液柱,在激光小孔前壁形成挤出型飞溅。随着焊接速度的增加,热输入逐渐降低,焊缝成形从焊穿、焊透向未焊透转变。其次,研究了不同保护气体对10Cr Ni3Mo V钢激光-电弧复合焊缝成形和缺陷形成的影响规律。结果表明,采用一元保护气体如氩气（Ar）、氦气（He）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等,熔滴过渡模式分别为颗粒过渡,短路过渡+大滴过渡,大滴过渡+短路过渡,排斥过渡+短路过渡,飞溅较多,易于形成焊接缺陷,无法得到良好的焊缝成形。采用Ar+CO2和Ar+O2这两种二元活性保护气体体系时,解离产生的氧含量的增加降低了熔池的表面张力,提高了熔池的流动性,可以改善焊缝成形。随着CO2含量和O2含量增加,焊缝余高逐渐减小,熔深逐渐增加,采用20%CO2+Ar或者3%O2+Ar保护气体时,过渡模式呈现为稳定的射流过渡,焊缝成形优美。再次,研究了10Cr Ni3Mo V钢激光电弧复合焊接头的微观组织和力学性能,揭示了焊接接头不同区域微观组织的变化规律,阐明了不同区域的断裂机制。焊缝显微组织主要以针状铁素体,以及少量的粒状贝氏体+马氏体组成,热影响区组织由回火马氏体和贝氏体组织组成。焊缝和热影响区的显微硬度和抗拉强度均高于母材区域,拉伸断裂方式均为韧性断裂。弯曲试验表明焊接接头具有良好的成形性和延性。-20℃下焊缝、热影响区和母材的低温冲击性能分别为46～68J、82～101J和92～109J;-50℃下焊缝、热影响区和母材的低温冲击性能分别为43～51J、87～92J和97～107J;-20℃、-50℃低温冲击性能均满足中国船级社标准。冲击断口研究表明,焊缝为韧性断裂和准解理断裂的混合模式,热影响区和母材的断裂机制为韧性断裂模式。最后,研究了活性剂（氧化物）对10Cr Ni3Mo V钢的激光电弧复合焊缝成形和缺陷形成的影响规律,结果表明Si O2、Ti O2、Zn O和Fe2O3的加入改善了焊缝成形,降低了焊接电压,增加了焊接电流,提高了液滴过渡（喷射过渡）的稳定性。采用活性剂Si O2、Ti O2、Zn O和Fe2O3时,升温速率更快,高温保持时间增加,降温阶段趋于平缓,有利于熔池的润湿铺展,从而促进焊缝良好成形。使用活性剂的焊缝力学性能良好,表明采用活性剂在保证10Cr Ni3Mo V钢的激光-电弧复合焊缝质量前提下,可以有效优化熔滴过渡形式和稳定性,进一步地改善焊缝成形,具有极佳的发展前景。