本文针对高强高硬中碳调质钢与中大直径螺柱焊接的需求,开展了复合热源焊接方法、旋弧控制、焊接工艺和性能测试等研究工作,优化了焊接方法,获得了最佳焊接工艺规范窗口,得到了工艺参数与接头质量的关系,接头强度系数大于0.95。针对厚大工件与大直径实心螺柱的非对称结构,为了防止焊接过程中出现未熔合、裂纹、成形不良等缺陷,采用感应+拉弧复合热源方法,开展了φ27mm实心螺柱与45、80mm高强高硬中碳调质钢的焊接工艺试验研究,结果表明:焊接过程稳定,外观成形美观,抗剪强度达到350Mpa以上;接头显微组织观察表明,螺柱和母材加热与熔化均匀、焊缝没有未熔合、夹渣和裂纹等缺陷,但少数焊缝中会产生个别点状气孔,焊缝组织为M+B,高强钢一侧热影响区组织为片状M+板条M,未发现裂纹。针对中大直径空心螺柱焊熔合不均匀的技术难点,将电弧旋转技术运用于空心螺柱焊接过程中,研制了适用于φ12-φ20mm空心螺柱的旋转线圈装置,进行了φ16、φ19mm旋转电弧螺柱焊工艺试验,试验表明:在引弧的同时施加纵向磁场,迫使电弧沿空心螺柱作360°旋转,使螺柱端面得到均匀加热,有效的避免了未熔合等缺陷,接头成形饱满美观,抗剪强度达到400Mpa以上,得到了最佳焊接工艺规范。针对大拘束状态下高强高硬中碳调质钢螺柱焊接接头易出现裂纹,进行了模拟拘束状态的箱体螺柱焊接工艺试验,通过分析指出,高强高硬中碳调质钢自身的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布和接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素,通过试验指出利用复合热源螺柱焊能有效降低裂纹倾向,实验中并未发现裂纹。