为解决全球能源危机、缓解温室效应和环境恶化,减少化石燃料的使用、提高清洁能源供应多样性成为主要的解决方案。核能和风能是清洁能源中的重要组成部分,800H奥氏体不锈钢和304LN奥氏体不锈钢分别在核能和风能发电中起着至关重要的作用。为解决压水堆核电站蒸汽发生器传热管的晶间腐蚀问题,800H奥氏体不锈钢焊接接头晶间腐蚀敏感性主要通过改进焊接方法和焊后处理的方式来实现,为解决传热管的晶间腐蚀问题提供了一个新的方向。我国开发的风力发电主要为海上风力发电及西北、东北地区的风力发电,这些地区气候恶劣,要求风电机组在极寒的环境下服役,根据风电机组中特定结构件的使用要求,主要针对304LN奥氏体不锈钢焊接过程中焊丝的选择、焊后最佳去应力退火工艺、焊后深冷处理工艺及喷丸强化工艺进行研究,确定出最优焊丝、最佳喷丸强化工艺,以及不同去应力退火工艺、深冷处理工艺对304LN焊接接头性能的影响。通过对比多种激光焊接参数焊后800H的性能,确定的3 mm厚800H奥氏体不锈钢的最佳激光焊接工艺参数为:激光功率2.9 k W,焊接速度25 mm/s,Ar气保护气,气流量1.5 m3/h,激光向前偏8°,离焦量为0,无填丝对接焊,单道焊双面焊透;随着保温温度的升高及保温时间的延长,800H焊接接头抗晶间腐蚀能力呈现先增大后减小最后趋于稳定;800H激光焊接接头中最薄弱的区域为热影响区,焊缝区抗晶间腐蚀能力最强。其中热影响区主要是因为焊接热源的影响,处在敏化温度区间的时间较长,抗晶间腐蚀能力最弱。针对304LN奥氏体不锈钢的焊接,主要研究了两种焊丝ER309L及X系列焊丝焊后性能的差异。ER309L焊丝和X系列焊丝焊接质量均良好,改进后的X系列焊丝的常温及-196℃低温冲击功均明显高于第一批ER309L焊丝,主要原因为:ER309L焊丝焊后焊缝区的物相组成为奥氏体+马氏体组织,X系列焊丝焊后焊缝区物相组成为纯奥氏体组织,马氏体为硬质相并且具有冷脆性。针对304LN焊接接头的去应力退火工艺,采用ER309L焊丝焊接的样板进行试验,主要探究去应力退火温度对残余应力消减程度、常温及-196℃低温冲击功、常温拉伸及维氏硬度的影响,去应力退火保温时间对应力消减程度、常温及-196℃低温冲击功的影响。研究发现:表面热影响区焊后初始应力状态有拉应力和压应力两种,两种应力均被消减,消减程度分别随温度升高而升高,表面母材区为轧制后酸洗表面,初始应力为压应力,退火处理后应力增加,增加程度随温度升高逐渐减小;截面为线切割后磨削面,其残余应力为焊后应力+磨削应力,初始应力状态为压应力,退火后三个区域残余应力均消减,截面热影响区和截面母材区应力消减程度呈现增高的趋势。不同温度退火处理后焊缝区-196℃冲击功较常温冲击功均有所降低,冲击功随温度的变化规律不明显,决定冲击功大小的根本因素在于焊丝成分及焊接质量;采用X系列焊丝焊后的样板,在不同保温时间退火处理前后后应力状态基本呈现出压应力的状态;在退火处理后,截面热影响区的残余应力呈现出增加的状态,表面热影响区的残余应力呈现出不断减小的状态;随着保温时间的延长,表面热影响区的应力消减程度不断增大;截面热影响区应力增大程度随保温时间的延长不断增大。随着保温时间的延长,常温冲击功呈现出先降低再升高然后降低的趋势,-196℃低温冲击功呈现出不断上升的状态。为探究深冷处理工艺对304LN焊接接头的影响,对ER309L焊丝焊后的样板进行残余应力消减程度、常温及-196℃低温冲击功、常温拉伸、维氏硬度及晶间腐蚀性能的研究,结果表明:深冷处理后304LN焊接接头表面及截面焊缝区、热影响区、母材区的残余应力在深冷处理后均有小幅降低;深冷处理使得304LN焊接接头常温及-196℃低温冲击功呈现出小幅升高;深冷处理后304LN焊接接头延伸率小幅上升;深冷处理后焊接接头的三个区域抗晶间腐蚀能力均得到改善。通过比较不同参数喷丸强化处理后的强度和疲劳寿命,确定采用ER309L焊丝焊后的304LN焊接接头最佳喷丸处理参数为:喷丸距离为200 mm,喷丸角度90°,丸粒直径0.71 mm,喷丸压力1.5 MPa,重复4个循环,喷丸流量分别为1.5 kg/min。