随着结构轻量化的发展,铝合金由于其质地轻薄,比强度高,广泛的应用于航空航天、高速列车、汽车工业等领域。A7204P-T4铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu可热处理强化铝合金,具有高强度和良好的挤压性能,大量应用于高速列车的结构部件中。铝合金焊接过程中,焊接气孔和焊接接头软化是众所周知的难题。采用光纤激光-冷金属过渡电弧（CMT）和摆动光纤激光-冷金属过渡电弧（CMT）复合焊接工艺对6mm厚的A7204P-T4铝合金进行了对接焊接。在优化工艺的基础上,在对接界面处预置了不同尺寸的铌箔（激光-CMT:质量分数为0.74%和1.36%;摆动激光-CMT:质量分数为0.43%、0.83%和1.27%）。研究了铌的添加对A7204P-T4铝合金焊接接头组织特征、力学性能和气孔率的影响,探究了焊接接头焊缝区的软化和近缝热影响区的硬化机理,并研究了铌的冶金行为和铌对接头组织性能的影响机理。结果表明,通过优化工艺参数,两种焊接工艺均可获得成型良好的焊接接头。焊缝组织主要由细晶区、柱状晶区和等轴树晶区组成。在激光-CMT焊缝中添加铌后,柱状晶与枝晶组织基本消失。同时,铌的添加有效的降低了焊缝的气孔率。但在激光-CMT焊接工艺条件下添加铌时,焊缝中会出现一定数量的未熔合金属铌,其体积和数量随添加量的增加而增加。未加铌、加铌0.74%和加铌1.36%三种焊接接头的平均抗拉强度分别为325MPa、334.5MPa和328MPa。与未加铌相比,加铌0.74%拉伸试样断后延伸率提高了约71%,但铌含量进一步增加后,大量未熔合的铌使塑性降低。采用摆动激光-CMT焊接工艺时,激光的摆动作用促进了熔合线附近柱状晶粒向等轴晶的转变和焊缝中心组织的均匀化。同时摆动激光促进焊缝中Mg、Zn元素的均匀化,有效减少金属元素的偏析。对焊接接头析出相分析表明,焊缝中η’（Mg Zn₂）强化相的明显减少和有害析出相的粗化,造成焊缝区显微硬度降低。大量Al₁₂Mn析出相的沉淀强化和GPI区的析出使近缝热影响区的显微硬度高于母材。对焊缝气孔率统计表明,摆动激光-CMT的焊接工艺能有效降低焊接接头的气孔率。焊接接头的平均抗拉强度、平均屈服强度和平均断后延伸率分别为333.3MPa、261MPa和6.3%,分别为母材的87.8%、85.3%和41.2%。与无摆动焊接接头相比,较低的气孔率使接头断后延伸率提高了约80%。同时,摆动激光的使用有效的促进了铌在焊缝中的熔化。在焊缝中加铌0.43%时,熔合区和焊缝中心区的平均晶粒尺寸减小到12μm和18μm。在加铌0.83%后,熔合区平均晶粒尺寸进一步减小为10μm。通过对析出相的分析发现,焊缝中结晶形成初晶相Nb Al₃,Nb Al₃异相形核和铌溶质的局部偏析促进了形核,同时Nb Al₃弥散分布抑制了变形铝合金再结晶晶粒的长大,使焊缝晶粒的细化。在添加0.43%和0.83%的铌后,焊接接头的平均抗拉强度由333MPa提高到336MPa和341MPa。