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核能是一类运用广泛的新型绿色能源,它具有诸多优点并逐渐成为现代能源的一大支柱。核反应堆间隔柱与堆内构件等重要结构常采用304奥氏体不锈钢材料焊接而成。然而,核电对于焊接效率与接头质量的要求日益提高,传统的熔化焊接方式,例如钨极氩弧焊（TIG）等,已经逐渐无法满足其要求。而激光焊（LBW）作为一类新型焊接方式,具有焊速快、焊缝深、热影响区小等各类优势,却还未广泛用于核电设备焊接。因此,本课题分别采用了激光焊与TIG焊两种焊接方法焊接了304奥氏体不锈钢厚管材,通过金相组织表征、电子背散射衍射分析、显微硬度测试、数值模拟分析与慢应变速率拉伸试验等一系列方法,比较了两种焊接方法得到的焊接接头的显微组织、力学性能、残余应力以及应力腐蚀（SCC）敏感性等各方面性能,以评估激光焊替代TIG焊运用于核电相关设备的可行性。试验结果表明:两种焊接接头的焊缝组织均由奥氏体与δ-铁素体枝晶组成,由于散热方向不同,枝状晶具有不同的生长规律。LBW接头焊缝处的平均晶粒大小高于TIG接头,而微观残余应变小于TIG接头且LBW接头具有更小的横向收缩量。TIG接头的显微硬度沿焊缝至母材逐渐降低,呈现出硬化特征,而LBW接头硬度与母材接近,没有出现硬化特征。数值模拟方法与实测获得的宏观残余应力结果相符。LBW接头与TIG接头的焊接残余应力在内表面具有相似趋势,而在沿厚度方向与外表面上的趋势不同。总体看,LBW接头的高环向残余应力区域比TIG接头的区域明显偏窄,并且,由于总的热输入量更低,LBW接头比TIG接头具有更小的热影响区以及焊接变形。两种焊接接头的断口表面氧化膜成分组成上几乎无差异,LBW接头中抗腐蚀性的Cr3+强度略高于TIG接头。两种接头在模拟水环境中的拉伸强度相比于空气条件下均略有降低,并且试样断口处扫描图像显示出既有韧性断裂又有脆性断裂,表明均发生了应力腐蚀现象。从试验结果看,虽然两种焊接接头都具有较好的抗应力腐蚀性,但相比而言,TIG接头比LBW接头具有更高的SCC敏感性。TIG接头热影响区残余应力较高,且缺少抗应力腐蚀作用的δ-铁素体,因此它具有相对更高的SCC敏感性。根据以上结果认为,总体而言两种焊接接头都成形良好且无缺陷,激光焊接头的机械性能与母材接近,且考虑到焊接残余应力、焊接效率、焊接变形与SCC敏感性结果,激光焊是一种满足核电要求的焊接方法,能够替代TIG焊并且具有诸多优势和研究空间。