熔盐堆作为第四代反应堆最具前景的堆型,其候选结构材料镍基合金N10003虽然具有良好的高温力学性能、耐熔盐腐蚀性能以及抗辐照性能。但是使用N10003合金制造大型设备十分困难,同时其高温数据不齐全且价格昂贵。针对以上问题,本文采用钨极氩弧焊（GTAW）的方法在304不锈钢基体上堆焊ERNi-1焊丝,对焊接工艺参数、堆焊层焊态以及高温时效时的组织和力学性能进行研究,从而为熔盐堆的结构材料提供另一种思路。本文首先研究了堆焊电流和送丝速度对焊缝成形以及元素分布的影响,并得出了优化的堆焊工艺参数为焊接峰值电流200A-220A,送丝速度1.5m/min。在优化的工艺参数基础上,研究了焊态堆焊层的组织、元素偏析、物相组成,以及硬度和弯曲性能。结果表明堆焊层与母材之间具有很好的冶金结合。对堆焊层在700oC时效1h至2000h后的硬度进行测试,结果表明堆焊层第一层和第二层均发生不同程度的硬化而第三层硬度基本不变。系统全面地表征了堆焊层在700oC时效1h至2000h后晶界和晶内析出相。在时效过程中,堆焊层第一层的晶界上形成相邻分布的M₂₃C₆和TiC碳化物而第二层晶界上形成Ti C碳化物。堆焊层第一层枝晶和枝晶间的（Ti,Cr）C碳化物粗化过程符合LSW理论,粗化速率K分别为0.067×10^-27m³/s、0.072×10^-27m³/s。堆焊层第二层枝晶区域的（Ti,Cr）C碳化物的粗化速率K为0.136×10^-27m³/s。堆焊层第三层在时效过程中组织很稳定,未发现析出相。