采用5 kW横流CO_2激光器,分别在常温空气冷却、冰水快速冷却条件下对304奥氏体不锈钢的上下表面进行熔凝试验,并对比分析其显微组织和拉伸力学性能。结果表明:经激光熔凝处理后,熔凝层组织形态由里及表依次为平面晶、胞状晶、树枝晶和等轴晶;组织明显得到细化,常温空气冷却和冰水快速冷却的熔凝层组织分别比基体组织细化约14倍和18倍;经两种不同的处理方式得到的试件,其拉伸力学性能均得到增强,且随熔凝层冷却速度的增加,相应的拉伸力学性能指标提高的幅度也增加。其中,经冰水快速冷却激光熔凝处理后的试件屈服强度、抗拉强度和伸长率分别可提高约22.4%、16.4%和15.7%.