不锈钢复合板(Stainless clad steel plate,SCSP)是以不锈钢为复层,低碳钢或者低合金钢为基层形成的一种复合结构材料,是不锈钢的低成本替代材料。传统单道焊接无法满足其焊缝耐蚀性的要求,多道焊接又存在工序复杂、效率低的缺点。激光-电弧复合焊接技术因为兼具激光高能量密度和电弧焊接高效率填充的优点,还能够通过激光电弧相互作用改善焊接特性,从而具有提高SCSP焊接效率和焊缝性能的潜力。为此,本文开展了304不锈钢/Q235B碳钢复合板的激光-电弧复合焊接工艺研究,探讨了工艺参数对焊缝组织性能和腐蚀抗性的影响规律。主要结论如下。在优化的工艺参数和焊丝类型下,激光-电弧复合焊接可以获得成形良好,且拉伸性能和腐蚀性能等于或优于母材的SCSP单道焊缝。本实验条件下采用ER310焊丝的最优工艺参数组合为激光功率4 kW,送丝速度4 m/min,焊接速度2 m/min。焊缝电弧区(ArcZ)组织由奥氏体树枝晶和胞状晶组成;激光区由柱状晶和细小马氏体组成。工艺参数对ArcZ截面组织无明显影响,但对决定焊缝腐蚀特性的ArcZ表面组织有一定影响。ArcZ表面胞状晶比例随着激光功率和送丝速度的增加,以及焊接速度的减小而逐渐降低;Cr含量则随着激光功率的增加而降低,随着送丝速度和焊接速度的增加而先增加后降低。数据表明胞状晶比例和热输入有关,Cr含量与复层合金元素稀释率密切相关。因为焊缝内形成了细小的马氏体组织,焊接抗拉强度和屈服强度与母材相一致,分别为500 MPa和300 MPa左右;但塑性降低,延伸率从母材的39%下降为32%。焊缝腐蚀抗性随激光功率的增加而减弱,随送丝速度和焊接速度的增加先增强后减弱。相比较而言,激光功率的影响最大,送丝速度的影响最小。当激光功率从4 kW增加到6 kW时,电荷交换电阻(Rct)从2411 kΩ·cm2下降到534 kΩ·cm2,变化幅度为1877 kΩ·cm2;当送丝速度从2 m/min增加到6 m/min时,Rct变化幅度仅为566kΩ·cm2。焊缝腐蚀抗性强化机制表现为两点:首先,焊缝Cr含量的提高会促使形成更厚的钝化膜,提供更强的保护效果;其次,焊缝组织均匀性提高,增加了钝化膜破损和点蚀扩展的难度。