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异种结构材料制造的零部件能够充分发挥各自优异的材料物理性能,在船舶、化工、核能、车辆制造等行业中,满足极限条件下服役,或实现节能、低成本运行,是装备制造业中主要采用的实施方案。不锈钢具有耐腐蚀、耐氧化等优良性能,在压力容器等制造中常需要不锈钢与碳钢焊接成部件。然而,由于异种金属的化学成分和物理、化学性能等存在较大差异,使得异种材料的焊接较为困难。目前,低碳钢与奥氏体不锈钢主要采用焊条电弧焊或钨极氩弧焊焊接,但因在焊接过程中母材对焊缝金属的稀释率较大,易在接头低碳钢侧熔合区产生凝固过渡层、碳迁移等问题,致使焊缝中产生气孔和微裂纹等焊接缺陷,严重降低接头的使用性能。为此,采用Ni丝填充埋弧焊的方法,针对不锈钢与低合金钢焊接工艺实现,接头的组织及性能保证等方面,开展了以下研究工作：(1)搭建了实现冷丝填充埋弧焊试验系统及测温平台。该实验系统由普通埋弧焊机及送丝机构组成,可以实现冷丝填充埋弧焊工艺过程；测温平台主要由小铂铑-B型热电偶及MCGS组态软件组成。对不同冷丝填充速度下,熔池温度场进行三维测定,获得了其热循环曲线。探究了冷丝填充过程与焊缝成形参数的相关性。(2)通过拉伸试验、弯曲试验、冲击试验以及显微硬度试验对四类异质接头进行了工艺评定。结果分析表明,在一定范围内,随着Ni丝填充速度的增大,接头的抗拉强度及韧性得到提高,接头的显微硬度突变范围减小。通过提高焊缝金属中Ni元素的含量,可以使奥氏体相明显增多,从而减少脆性氮化物相的析出,使接头的塑韧性和抗裂能力显著提升。(3)利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对焊接接头的形成机理进行显微分析。结果分析表明,通过控制Ni丝填充量,可以控制熔池峰值温度和高温停留时间,为焊缝及热影响区提供合理的温度分布,从而可以使焊缝及热影响区的组织得到控制。Ni丝填充补偿由于低碳钢的稀释而造成的合金成分的不足,从而使低碳钢侧熔合区的过渡宽度减小。综上所述,采用Ni丝填充埋弧焊焊接Q245R低碳钢和SUS304奥氏体不锈钢,通过调整Ni丝填充速度,可以获得令人满意的接头微观组织和力学性能。