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GH3535镍基合金是第四代先进反应堆—钍基熔盐堆的主要结构材料,该合金在700℃高温,高腐蚀性的苛刻环境里具有良好的高温性能和耐熔盐腐蚀性能。不同于合金本身均匀的组织特征,焊接接头具有显微偏析、第二相析出和晶粒极不均匀的特性,这些特性使得焊接接头常常成为部件的薄弱环节。采用高热输入量的焊接方法焊接镍基合金常出现焊缝凝固裂纹、热影响区液化裂纹或再热裂纹等问题,因此采用小热输入的激光焊接技术是焊接GH3535合金的一种优选方案。然而有关GH3535合金激光焊接的研究极其匮乏。本文采用激光自熔焊方式进行GH3535合金焊接,研究关键工艺参数对焊缝气孔的影响及其形成机制,解决镍基合金焊缝存在大量气孔缺陷问题;基于熔盐堆高温高腐蚀性的服役特点,研究GH3535合金激光焊接头在高温短时热处理和低温长期时效的组织性能演变特性,获得GH3535合金接头组织性能演变规律;研究接头熔盐腐蚀行为,揭示激光焊接头腐蚀特性。采用高速摄像技术及表征方法分析了激光焊接过程匙孔的动态变化及熔池的流动特征。焊缝气孔的形成受匙孔稳定和熔池振荡影响,脉冲激光模式下由于熔池具有搅动效应而使得CO气孔减少,连续激光模式下由于激光匙孔的不稳定存在而使得焊缝气孔率较高。经过工艺的优化获得气孔率极小的焊接接头,对焊态接头的组织和性能进行了特性分析。基于凝固理论及试验研究,焊缝区枝晶间区域存在k<1的Mo、Si和C的元素偏析,焊缝凝固时发生共晶反应:L→L+γ→L+γ+M6C→γ+M6C。热影响区近缝区球状M6C碳化物受高温热循环影响发生组分液化而转变为M6C-γ共晶碳化物。焊接接头抗拉强度与母材相当,断裂部位不在焊缝区和共晶转变区,说明共晶碳化物的形成并未损伤短时拉伸性能。基于熔盐堆高温长期运行特点,对焊接接头进行700℃,不同时效时间的组织性能分析。焊缝区和热影响区中一次碳化物周围的元素偏析区析出纳米级细小M6C并逐渐长大球化,原一次M6C-γ共晶碳化物因系统自由能的驱动由棒状逐渐演变为球状M6C碳化物。焊接接头拉伸性能在时效100h后,其抗拉强度升高并至3000h后抗拉强度趋于稳定,时效10000h后接头抗拉强度（555MPa）约比焊态接头强度高55MPa,热影响区大尺寸的M6C成为材料失效的主裂纹源;焊缝区和热影响区的碳化物的演变及析出并未损伤接头的拉伸性能;时效后接头的高温持久寿命提高约56%,其断裂位置位于焊缝区中部的纵向晶界处。时效后M6C的析出和局部应变的均匀化提高了接头的持久性能,接头持久断裂受焊缝中心大角度纵向晶界特性主导。采用两种碳含量的焊件分析了碳化物对焊缝组织演变的影响。固溶处理后,无碳化物焊缝,其组织转变为粗大等轴晶;有碳化物焊缝,碳化物阻碍晶界的迁移,使得晶粒长大的激活能提高:低碳无M6C焊缝晶粒长大激活能为106.5 kJ mol-1,高碳有M6C焊缝晶粒长大激活能为934.7 kJ mol-1,碳化物的存在对焊缝组织的稳定至关重要。采用静态腐蚀试验研究了接头的不均一性对腐蚀行为的影响。焊接接头晶粒组织的不均一特性并未体现出腐蚀行为的差异。焊接接头的腐蚀是以Cr的扩散溶出为主导的均匀腐蚀特征。通过本文研究,可见GH3535合金激光焊接接头具有良好的焊接性、高温热稳定性和耐熔盐腐蚀性,本研究为激光焊接技术在熔盐堆中的应用奠定了研究基础。