Al₂O₃陶瓷内衬复合钢管以其耐腐蚀、耐磨损、耐高温、使用寿命长、生产成本低等特点,被广泛用于机械、石油、造纸等领域。在陶瓷内衬复合钢管的连接过程中,由于Al₂O₃内衬层的焊接性能差,其连接区的致密度、强度和耐腐蚀性都无法达到气液运输的应用要求,这使得陶瓷内衬复合钢管的实际应用受到限制。为解决这一问题,开展复合钢管Al₂O₃陶瓷内衬连接技术的研究显得尤为必要。首先,本文采用激光填料焊接技术连接Al₂O₃陶瓷内衬,根据基材的成分及焊件的性能要求,选择Al₂O₃、SiO₂为焊料的基本组成。设置激光离焦量f=0mm、光束入射角θ=0o、激光光斑直径D=3 mm,对不同宽度x（1、1.5、2、2.5、3、3.5mm）的焊料进行焊接实验,通过比较焊后接头的形貌,研究焊料宽度对Al₂O₃内衬焊缝成型质量的影响。实验显示,当焊料宽度与激光光斑直径大小相同（3mm）时,激光光束刚好完全辐照在焊料表面,焊后中间层中缺陷少,基材中无裂纹形成,焊缝成型质量最好。为确定填料焊接的最佳激光工艺参数,本文探讨了激光功率、焊接速度对焊缝熔深和熔宽的影响。当激光功率P为700W时,焊接模式由热传导焊转变成深熔焊,此时焊料对激光的利用率最大;当焊接速度ν为0.8¹mm/s时,速度对焊缝熔深和熔宽大小的影响较大,容易实现深熔焊。实验结果表明,焊料宽度为3mm,优选激光功率和焊接速度为700W和1mm/s时,Al₂O₃陶瓷内衬可形成形貌良好的深熔焊缝。其次,为了确定焊料组分比,研究SiO₂含量对焊料性能和焊接性能的影响。制备了SiO₂含量分别为10、20、30、40、50wt.%的焊料,在一定的激光参数下（P=700W,ν=1mm/s,f=0mm,θ=0o,D=3mm,x=3mm）,研究了SiO₂含量对焊料激光吸收率和界面润湿性的影响。随着SiO₂含量的增加,焊料对激光的吸收率先增加后减少,在30wt.%时达到最大值8.4%;焊料与基材的润湿角随SiO₂的增加逐渐减小,在50wt.%时达到最小值29.8°。此外,通过分析不同SiO₂含量中间层的相组成、微观结构和界面元素分布,研究了SiO₂含量对接头连接强度、致密度和耐腐蚀性的影响。实验结果表明,SiO₂含量为30wt.%时,中间层中孔隙、裂纹少,且生成大量的莫来石相,莫来石晶须阻碍断裂裂纹的生长,使得接头的弯曲强度达到最大值173MPa,此时接头中间层的相对理论密度优值为95.3%,其耐酸性是氧化铝内衬的2.45倍,其耐碱性是氧化铝内衬的0.22倍。最后,为改善焊缝的成型质量和提高接头的连接强度,针对基材中含Fe O,基于类质同象理论,进行了MgO改性Al₂O₃-SiO₂焊料的研究,制备了MgO含量分别为0、5、10、15、20wt.%的焊料,探讨了MgO含量对焊料激光吸收率和界面润湿性的影响。添加MgO后,焊料的激光吸收率和界面润湿性增加,而MgO的添加量过多,造成焊料的熔融温度过高,使得焊料与基材的润湿角增大、润湿性下降。当MgO添加量为15wt.%时,焊料对激光的吸收率增加到14.82%,焊料与基材的润湿角减小到29°。此外,通过分析中间层的相组成、微观结构和界面元素分布,研究了MgO含量对接头致密度、连接强度和耐腐蚀性的影响。实验结果表明,MgO促进焊料与基材之间的原子扩散,从而减少了中间层的气孔等缺陷;Mg2+与基材中的Fe2+生成尖晶石固溶体,使得接头的弯曲强度增加;MgO含量为15wt.%时,焊接接头有最大弯曲强度257MPa,接头中间层的相对理论密度增加到96%,其耐酸性是氧化铝内衬的1.43倍,其耐碱性是氧化铝内衬的0.67倍。15wt.%MgO改性的连接接头比Al₂O₃-SiO₂焊料的连接接头具有更理想的连接强度、致密度和耐碱性。