310S奥氏体耐热不锈钢被广泛用于制造各种高温抗氧化结构部件。其室温组织一般为单一的奥氏体组织，能够较容易地获得连续完整的焊接接头，但在实际焊接过程中接头容易出现热裂纹、铬的碳化物析出、接头脆化等问题。同时还要考虑奥氏体钢的裂纹倾向性，抗晶间腐蚀能力，高温强度及抗氧化性能等；因此有必要研究奥氏体耐热不锈钢在不同焊接工艺下接头组织性能的演变规律，是促进奥氏体耐热不锈钢焊接件广泛应用的关键问题所在。本文采用TIG焊对310S奥氏体耐热不锈钢实施焊接。研究焊接工艺对焊接接头显微组织和力学性能的影响；运用X射线法测量焊接接头残余应力的分布，分析比较不同去应力退火工艺对残余应力的再分布规律的影响，对接头进行疲劳性能测试，并且研究不同存活率条件下焊接件的疲劳性能。主要研究内容和结论如下：(1)通过对焊接接头微观组织与力学性能分析得出最佳焊接工艺参数为：焊接电流I=140A、焊接速度Vh=0.32m/min、送丝速度Vs=0.32m/min。(2)根据Schaeffler图分析了焊接接头显微组织演变规律；不锈钢焊缝金属的凝固模式为：L→L+γ→γ。(3)垂直于焊缝方向纵向残余应力的分布形式基本呈不完全对称分布，其对称中心位于焊缝的正中心位置x=0处，在x的负方向区域内呈现压应力状态并在y=-35直线上存在最大压应力-60MPa，在x的正方向区域内呈现拉应力状态；在y=35直线上的熔合区存在最大残余拉应力为207MPa；平行于焊缝方向横向残余应力分布形式基本呈不完全对称分布，对称中心位于y=0处，最大拉应力位于焊缝中心y=0处为184MPa，最大压应力也位于焊缝中心的y=35处为-248MPa。(4)消除焊接残余应力具有最佳效果的热处理工艺方案为：焊接件随炉升温至600℃，保温1.5h，然后随炉缓冷至300℃以下再取出空冷。随着保温时间的增加，残余应力被消除的效果也越明显。(5)焊接件在应力比R=0.1、0.4条件下的拉拉疲劳试验中，试件多数断裂在焊缝处。在存活率P=50%的条件下，当R=0.1时焊接接头的疲劳强度m83MPa，当R=0.4时m75MPa；在P=95%的条件下，当R=0.1时m70MPa，当R=0.4时m67MPa。(6)在相同存活率的条件下随着应力比的增加，焊接件的疲劳强度具有降低的趋势；在相同应力比的条件下具有较高存活率下的S-N曲线，具有较低的疲劳强度。