本课题针对高氮钢GMAW焊接过程存在的氮析出、焊接烟尘、飞溅和氮气孔等问题,开展了高氮钢单、双丝GMAW焊接工艺试验研究,揭示了不同焊接工艺参数包括电弧电压、送丝速度、双丝角度等对高氮钢GMAW熔滴过渡行为和焊缝成形的影响规律,并对高氮钢GMAW中气孔问题作出优化,获得了典型高氮钢机器人焊接工艺及规范参数。首先,进行了高氮钢单丝GMAW成形试验,发现对小于或等于6m/min的送丝速度进行弧长调整后,其熔敷过程稳定,但是焊缝成形较差;当送丝速度大于6m/m in时,熔敷过程飞溅和烟尘较大,但获得的焊缝熔敷效果较好,且成形质量良好。然后,对高氮钢单丝GMAW熔滴过渡过程进行研究,发现随着送丝速度和弧压的增加,熔滴过渡依次呈现出短路过渡、射流过渡等特征,无明显的大滴过渡。并且在电流较大时由于氮的析出熔滴容易膨胀爆炸,引起大量的焊接飞溅。在送丝速度3～6m/min时,采用合适的电弧电压可以获得稳定的短路过渡。为达到稳定熔滴过渡、大热输入熔敷的效果,采用小电流双丝GMAW焊接高氮钢。研究不同双丝角度和前、后送丝速度对高氮钢双丝GMAW熔滴过渡过程的影响,分析发现随着双丝角度的减小,前后熔池重合的部分更多,熔池高度相对增加,弧长较小,熔滴短路频率增加,过渡周期相对减小。随着后丝送丝速度的增大,当前送丝丝速度小于5m/min时,前丝受影响程度较小,当前丝送丝速度大于或等于5m/min时,电弧受到的磁偏吹的影响程度更大,同时前丝熔滴过渡周期会变长。当固定后丝送丝速度不变时,随着前送丝速度的不断增大,后丝熔滴的过渡周期会有缩短趋势。最后根据制定的双丝试验工艺,进行了高氮钢GMAW成形特征、气孔优化的研究。分析发现总送丝速度与单丝送丝速度相同的双小送丝速度焊接过程飞溅区域要更小,I、II级焊缝普遍分布在45°和60°焊缝。随着预热温度的提高,焊缝中的气孔有先增多后下降的趋势。仅加摆动,焊缝气孔有增加的趋势,但在预热温度适宜的条件下,适当加入摆动参数,能有效降低焊缝的气孔率。优化的工艺为当双丝角度为45°时,选用前后送丝速度为5/4m/min,预热温度为200℃,加上适当的摆动参数的工艺或当双丝角度为60°时,选用前后总送丝速度为10m/min,前送丝速度大于后送丝速度且差值较小,加上适当的预热温度和摆动参数的工艺。