本文以高氮奥氏体不锈钢为研究对象,利用高速相机、光谱采集系统、汉诺威质量分析仪和热像仪等设备构建了激光-电弧复合焊接过程的等离子体形态、等离子体辐射光谱、焊接过程中的电信号和焊接温度场等多种信息的实时同步采集平台。研究了焊接方法、热源间距、电弧脉冲频率、焊接电流和激光脉冲作用时间变化对等离子体形态、等离子体发射光谱、等离子体电子温度和密度的影响规律。获得了激光-电弧复合焊接过程中的双导电通道电弧形态,并阐明其存在机理。获得了电子温度和密度与焊缝熔深的相关性。获得了等离子体发射光谱与焊缝元素的相关性。采用热像仪研究了焊接方法、热源间距、电弧脉冲频率、焊接电流和激光脉冲作用时间对焊接温度场的影响,并开发了Matlab程序实现二维温度场的三维转换。通过对焊接温度场的分析,建立了焊接温度场与高氮钢冷却模式的对应关系,为解决高氮钢存在焊接氮气孔提供参考依据,获得了焊接温度场与焊缝熔宽的关系。