实验包层模块(TBM)是ITER国际合作组织计划在ITER运行期间用来模拟和测试与聚变反应堆相关技术的装置。因其苛刻的服役环境,所使用的结构材料除具有良好的力学性能外,还需有良好的抗辐照性能,合适的二次加工工艺性能,特别是焊接性能。作为实验包层模块首选结构材料的低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢,合金元素含量较高,普通熔化焊难以获得优质的焊接接头,另外,TBM模块的很多部件为封闭焊缝的面接合,因此研究这种材料的真空扩散焊焊接具有重要的意义。本文以TBM实验包层模块为应用背景,采用真空扩散焊对CLF-1低活化马氏体钢进行扩散焊,从焊接接头的变形、显微组织、界面结合率、显微硬度分布、力学性能及断口形貌等多个方面展开研究,探索不同焊接工艺参数对接头性能的影响规律,以优化CLF-1低活化马氏体钢的真空扩散焊接工艺参数,为TBM实验包层模块的制造提供基础数据。结果表明：在焊接温度为1010～1100℃、焊接压力为10-20MPa,保温时间为80-180min的范围内,焊件变形量、焊件界面结合率均与焊接温度、焊接压力和保温时间具有很好的对应关系,均随焊接工艺参数的增大而增加。焊缝结合界面上的孔隙随焊接温度、焊接压力升高逐渐消除,且焊接压力对晶粒长大有明显的抑制作用；延长保温时间有助于原子扩散,填补界面结合区的微孔。母材显微组织以板条马氏体为主,经焊接热循环后,焊缝组织为马氏体相+少量的奥氏体相,奥氏体相含量有所增加。经980℃/45min固溶处理和740℃／90min回火处理后,焊缝中只发现马氏体相,奥氏体相消失。焊缝区的显微硬度分布均匀,平均值为242.7～254.9HV,且未发现回火软化及碳化物析出现象。焊缝及其附近的各种元素大致分布均匀。所用的各种焊接工艺参数下焊接的接头之拉伸性能均接近或高于母材,但延伸率及断面收缩率有明显的不同。焊接温度为1010～1050℃、焊接压力为10-20MPa、保温时间为80～150min时,拉伸试样大多断于结合界面上,断口为典型的脆性断口,延伸率和断面收缩率很低；焊接温度为1050～1100℃、焊接压力为15-20MPa、保温时间为80-150min时,拉伸试样断于母材中,断口为典型的韧性断口,延伸率和断面收缩率优于母材。热处理后的母材冲击功为140.7J,远高于原始母材冲击韧性(13.3J)；而焊接接头冲击韧性则显著低于热处理后的母材,但总体随变形量的增大而增大,焊接温度为1010～1050℃、焊接压力为10-20MPa、保温时间为80-150min时,冲击试样沿着结合界面断裂,断口为典型的脆性断口；焊接温度为1050～1100℃、焊接压力为15-20MPa、保温时间为80-150min时,随着焊接温度及保温时间的增加,焊件变形量增大,平均冲击吸收功也增大,最高冲击吸收功达到68J,达到了母材最小测量值的62%。断口形貌表明,冲击断口经过母材和结合面,并且焊件的冲击吸收功越大,母材在断口上所占比例越大。对待焊件表面酸化处理可提高焊件冲击韧性。试验结果表明,采用焊接温度为1100℃、焊接压力为15MPa、保温时间为150min的焊接工艺参数可获得界面结合率较高(94.3%),显微组织和力学性能优良(平均冲击功为46J,拉伸试样断于母材上)的CLF-1低活化马氏体钢焊接接头。