随着工业的发展,新能源的开发与利用吸引了越来越多的关注,其中核聚变能源是重要的关注对象之一。核聚变反应堆是实现核聚变能有效利用的科学装置。在它的建设中,焊接技术应用于结构材料的连接,但焊接接头面临着服役环境极其复杂的考验。比如,对于靠近等离子体的聚变反应堆包层结构,钒合金是候选结构材料之一。与此同时,聚变反应堆包层的外接构件——热交换器采用316不锈钢（316SS）作为结构材料。钒合金与316SS的连接关乎热循环的效率。因此,研究它们的焊接接头的组织与力学性能具有重要的工程意义。本文采用激光作为热源焊接V-4Cr-4Ti与316SS。两种母材的主元素V和Fe之间易于形成脆性的金属间化合物σ相,因此,V-4Cr-4Ti与316SS的异种金属焊接的焊接性能较差。为了更好地控制σ相的形成,本研究采用激光偏置焊接技术以及添加Cu中间层两种工艺方法,焊接V-4Cr-4Ti和316SS。为了减少V-4Cr-4Ti的熔化量,激光束在远离V-4Cr-4Ti的条件下偏置,偏置距离分别为0mm、0.1mm以及0.3mm。另外,为了分析中间层的厚度对焊接质量的影响,采用厚度为1.0mm以及0.5mm的Cu中间层。焊接接头借助超景深三维观察显微系统、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、维氏硬度计以及拉伸试验机等仪器,进行宏观形貌、微观组织以及力学性能的表征与测试。结果表明:（1）激光偏置焊接V-4Cr-4Ti与316SS,在偏置距离为0.1mm、焊接速度为20mm/s的条件下得到成形良好的焊接接头。由于激光焊接期间的快速冷却作用,σ相的形成受到了抑制,同时在焊缝处形成了（Fe,V）固溶体。焊接接头的抗拉强度为452MPa,延伸率为5.8%,断裂机制为沿晶断裂以及解理断裂共存。（2）采用Cu中间层焊接V-4Cr-4Ti与316SS,焊缝内部出现Cu-Fe系统的亚稳液相分离现象,焊缝内部主要由富铁相以及富铜相两大部分组成。（3）当Cu中间层厚度为1.0mm、偏置距离为0mm时得到成形良好的焊接接头。由于激光焊接期间的快速冷却作用,σ相的形成受到了抑制,同时在焊缝处形成了（Fe,V）固溶体。焊缝内部存在硬化区和软化区,平均硬度分别为292HV和160HV。焊接接头的抗拉强度为472MPa,延伸率为9.5%。断口呈现出脆性断裂以及韧性断裂共存的特点。（4）当Cu中间层厚度为0.5mm,偏置距离为0mm以及0.1mm时得到成形良好的焊接接头,偏置距离为0.3mm时有部分的Cu没有熔化。其中,偏置距离为0mm时,σ相的形成受到了抑制,同时在焊缝处形成了（Fe,V）固溶体。偏置距离为0mm时得到的焊接接头抗拉强度最大,达到553MPa,对应的延伸率为5.5%。偏置距离为0mm以及0.1mm时断口呈现脆性断裂,而偏置距离为0.3mm时断口呈现韧性断裂。