本文主要对厚板的窄间隙激光填丝焊焊接工艺进行了试验研究,采用正离焦的光束模式,使激光光斑同时作用于窄间隙坡口侧壁及底部,以单道多层的焊接方式实现厚板的有效连接。首先以厚12mm的CCS-B船用低碳钢为试验材料,分别进行了试板表面的激光填丝堆焊、窄间隙坡口内的激光填丝焊,研究总结了激光填丝焊接中各工艺参数对焊缝成形的影响规律,并对工艺参数进行优化,将其用于更大板厚的焊接。结果表明:激光功率及离焦量对熔深贡献较大,随着激光功率的增大,熔深也随之增加;离焦量越小,激光功率密度越高,熔深越深。此外,参数匹配的不同,将导致不同的焊缝表面形态,主要分三种:焊缝表面向上凸起,近似于球面;表面平直,焊缝与侧壁之间近似于直角;焊缝表面下凹的曲面形态。试验结果表明:焊缝表面下凹形态有利于在下道焊缝填充焊接时减少未熔合缺陷。采用优化的工艺参数对30mm厚的EQ70高强钢进行窄间隙激光填丝焊试验研究,焊后对接头各区域微观组织进行观察分析以及力学性能的测试,结果表明:只经历一次热循环作用的焊缝区组织主要为上贝氏体+一定量的针状铁素体以及少量的粒状贝氏体;受二次热循环作用的焊缝组织主要为针状铁素体+少量粒状贝氏体。对焊接接头进行硬度及拉伸性能测试,激光自熔焊焊缝由于急冷急热的作用,淬硬倾向大,硬度值最高。经历二次热循环作用的焊缝及热影响区硬度显著下降,并趋于均匀化。拉伸试样在无未熔合缺陷时均断于母材,表明窄间隙激光填丝焊焊缝强度高于母材;对拉伸断口微观形貌进行分析,表明氧化物是导致未熔合缺陷的一个重要因素。本文将厚板的窄间隙激光填丝焊与活性气体保护电弧焊焊接方法进行力学性能的对比分析,结果表明:活性气体保护电弧焊接头焊缝出现了不同程度的脆化与软化现象,导致拉伸断裂均断裂于焊缝处;而窄间隙激光填丝焊焊缝在不出现未熔合缺陷的情况下均断裂于母材处,表明焊缝强度高于母材。残余应力测试结果表明,采用窄间隙激光填丝焊接方法获得的接头残余应力峰值显著降低,同时拉应力区域也较小。