中国聚变工程实验堆（CFETR）是全世界第一个有完整细节且定位超过国际热核聚变实验堆（ITER）计划的聚变研究计划。CFETR中氚增值实验包层模块（TBM）服役环境十分恶劣且结构复杂,涉及低活化铁素体/马氏体CLF-1钢与316L不锈钢的焊接需求。本文采用光纤激光对10mm厚CLF-1低活化铁素体/马氏体钢与316L不锈钢异种接头进行对接焊。系统研究了不同光束偏移位置及焊接热处理前后接头力学性能,微观组织及相组成,同时结合焊接温度场模拟及元素分布特征对显微组织的演化机制进行了分析。研究CLF-1钢与316L不锈钢异种接头激光焊接工艺特性,探索出10k W激光功率条件下10mm厚异种材料的可靠焊接工艺参数;同时进行激光束偏移不同位置实验,获得了最佳焊缝成形,分析焊接接头各区域显微组织及相的分布,确定了合适偏移量;最终对合适偏移量的焊接接头进行焊后热处理研究。实验表明,在离焦-2mm时,10mm异种接头厚板可靠焊接焊速为2m/min,激光束偏移极限为0.35mm,可获得无明显缺陷的焊缝成形。在偏移316L母材0.2mm的合适偏移条件下,进行710℃/2h焊后热处理（PWHT）,获得了力学性能良好的CLF-1钢与316L不锈钢异种材料焊接接头。研究结果表明:通过移动光束到316L侧,微观结构显示316L侧熔合边界逐渐变窄,细长的柱状奥氏体晶粒从熔合区向焊缝（WM）中心生长。同时WM的相由马氏体相转变为马氏体相和奥氏体相的混合物再到树枝状奥氏体相。元素分布显示,随着光束偏移316L侧,WM中元素越来越趋近于316L母材,反映出镍和铬含量增加。三个WM的平衡相图显示,随着光束偏移316L侧,高温δ-Fe温度范围变宽。WM的A_C1和A_C3逐渐减小,M_S逐渐降低,γ相逐渐增多,α相逐渐减少。结果在光束偏移316L侧0.35mm WM中全为γ相。光束偏移316L母材0.2mm的焊接接头,微观结构显示马氏体板条中分布着大量残余奥氏体相;CLF-1侧熔合界面具有Cr和Ni浓度梯度,镍含量增加;316L侧界面凝固成核外延生长形成晶界延伸。PWHT后WM中马氏体板条尺寸更精细;WM中金属扩散进一步混合,Cr,Ni元素波动更大;M₂₃C₆碳化物发生粗化且存在位错结构,沿马氏体板条界面与晶内分布;316L熔合界面处合金元素扩散形成柱状和细胞状奥氏体枝晶的微观结构;CLF-1热影响区晶粒尺寸明显减小。此外,舍弗勒-施耐德图相位预测WM中奥氏体,马氏体和铁素体三相共存,与TEM中相的鉴定分析一致;XRD分析显示WM中存在I-体心点阵马氏体/铁素体相与F-面心点阵奥氏体相。光束偏移316L母材0.2mm的焊接接头,焊态与710℃/2h热处理态接头室温及550℃高温抗拉强度均高于CLF-1母材值,但屈服强度略低于CLF-1母材;室温下试样均断裂于远离焊缝的316L母材侧,而在550℃高温条件下,试样均断裂于CLF-1母材中。焊态WM高硬度,180⁰侧弯试样断裂、开裂。PWHT后,WM硬度明显降低,180⁰侧弯试验不存在明显的裂纹;冲击韧性由130J提高至169J,且均为韧性断裂,接头具有良好的强韧性。