工业纯锆R60702在耐蚀性、耐磨性、耐疲劳性、高强度等方面表现优异,被广泛应用于核工业及化工行业。对于R60702的焊接方法包括有钨极氩弧焊、真空电子束焊、激光焊等,由于激光焊在自动化、精准性、接头变形小以及能量密度高等方面的显著优势,使得今后在锆及锆合金焊接方式中成为主要研究方向,然而对于R60702激光焊研究仅停留在工艺探索阶段,对于焊缝区、热影响区内的微观结构与其性能间关系讨论较少。本文采用光纤激光器以2 mm R60702工业纯锆作为研究对象,在锆板表面进行激光焊试验,以讨论不同激光工艺参数(离焦量、激光功率以及焊接速度等)对焊缝成形的影响,从而得到成形良好的焊接接头,并结合硬度、拉伸、耐蚀性等试验数据,对微观组织结构与性能间关系进行详细讨论与分析。2 mm R60702工业纯锆进行激光焊试验结果表明:焊缝内气孔率随着离焦量、激光功率以及焊接速度的增加而减少,离焦量及激光功率对焊缝中咬边锐度影响最为明显,而焊接速度的影响相对较小。进而得到最佳工艺参数为:激光功率2000 W,焊接速度35 mm/s,离焦量+4 mm,正面及背面保护气流量为50 L/min。微观组织观察分析表明:母材为均匀的α等轴晶,热影响区细晶区为板条状及不规则α′组织,热影响区粗晶区为粗大的不规则锯齿状α′组织以及篮网状魏氏组织,焊缝区为平行板条状组织以及篮网状魏氏组织。对比各区域内的晶粒尺寸,发现母材区内晶粒尺寸最大,其次为热影响区粗晶区,再者为焊缝区,热影响区细晶区内的晶粒尺寸最小。力学性能分析表明:焊接接头试样机械性能与母材拉伸受力方向平行TD方向的性能相似,同时母材表现出了材料的各向异性,即TD方向试样表现出较强的弹性模量以及屈服强度,较低的延展率及抗拉强度。对比不同区域内的硬度值,发现焊缝区内硬度最高,热影响区内硬度由焊缝向母材方向呈递减趋势,母材区硬度值最低。耐蚀性能分析表明:焊缝保持了良好的耐蚀性能,在5 mol/L醋酸溶液中焊缝区耐蚀性最佳,母材区耐蚀性最差。针对该腐蚀溶液下焊接试样的应力腐蚀敏感性试验表明在应变速率为0.0001 mm/s时,母材表现出了SCC敏感性,并在母材处发生了韧性断裂。织构分析结果表明:母材为典型的双峰织构,织构组分散漫程度较高,原始α相欧拉角为(ψ=20°~60°,φ=80°~90°,θ=0~60°)。而在热影响区细晶区中既保留了较强的原始α相织构,同时产生新织构类型(011 2)<2 111>、(011 1)<12 11>以及(011 0)<0001>,热影响区粗晶区中较热影响区细晶区中原始α相织构强度基本相同,但开始集中在欧拉角为(ψ=30°,φ=90°,θ=0~60°)的织构取向中,同时出现新织构(022 1)<11 02>。在焊缝中织构类型集中,其中原始母材织构集中表现为(011 0)<101 1>。同时根据不同区域内的平均施密特因子值,可以发现母材区最大,即在拉伸时将在母材区优先发生柱面滑移,导致在母材区优先进入塑性变形阶段,进而发生韧性断裂。