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高温合金-不锈钢复合结构既兼具了高温合金优良的高温力学性能、抗腐蚀、耐氧化性能，并且极大的降低了结构整体的制造成本，已广泛应用于航空、航天领域。相对于传统的焊接方法，激光焊接具有能量密度高、焊接深宽比大、焊接结构变形小、焊接速度快、可达性和柔性强、自动化程度高等一系列突出优点。因此，对高温合金-不锈钢异种金属激光焊接技术的研究具有重要的经济、技术意义。 采用YLS-6000光纤激光器对6mm厚高温合金GH3128与304不锈钢进行了激光对接焊实验研究。研究了不同工艺参数对GH3128-304不锈钢激光焊接接头焊缝成形、微观组织、力学性能的影响规律，及高温处理对接头组织性能的影响。 焊接接头成形良好，无明显气孔、裂纹缺陷，2＃、3＃参数试样因为较大的热输入量和GH3128较严重的汽化现象导致微小咬边；GH3128较小的热导率导致焊缝上、下部有较多的GH3128母材熔化。 对接头焊缝进行电子探针X射线微区分析发现，焊接位置向GH3128侧偏移，焊缝中Ni、Cr、W、Mo等合金元素含量增加。光束偏向两侧母材焊接时，随着焊接速度的提高，焊缝中本侧母材元素含量较高，焊接位置在中间时，由于GH3128具有更小的热导率，随着焊接速度的增大，焊缝中Ni、Cr、W、Mo等合金元素含量增加。 焊缝微观组织主要为枝状晶，整体沿垂直于熔合线的方向生长。光束偏304不锈钢侧焊接或焊接速度为3m/min时，焊缝GH3128侧熔合线附近出现微小裂纹，也是造成接头强度较低的原因。焊缝中主要成分为奥氏体相FeCr0.29Ni0.16C0.06、CFe15.1和硬质碳化物相Cr7C3。高温处理后，焊缝中原有晶界模糊，同一生长方向的晶粒聚集、长大，在与不同生长方向的晶粒交汇处形成新的晶界。 光束偏GH3128侧焊接时具有最高的抗拉强度(9＃参数试样因接头发生未熔合，不予考虑)和显微硬度，光束在中间、偏304不锈钢侧焊接时，抗拉强度显微硬度依次降低，与焊缝中Ni、Cr、W、Mo等合金元素的含量呈正相关。高温处理对接头抗拉强度几乎没有影响；两母材的显微硬度有所降低，中间位置焊接的焊缝平均显微硬度有所提高，另两参数焊缝平均显微硬度没有明显变化。