核能是世界公认的安全、经济、清洁能源,许多国家都将发展核能作为本国能源计划的重点。核能的堆型和容量有很多种,且在不断地发展和完善,目前世界上装机容量最多的是轻水压水反应堆(PWR)。轻水压水堆核电站一回路包括反应堆压力容器、稳压器、蒸汽发生器、主泵、主管道等,压力容器的异种钢之间焊接所产生的焊缝性能如何,将直接影响到核电的安全性。本文研究了核电压力容器异种钢焊缝的性能及其薄弱环节,通过超声仿真检测技术模拟了缺陷的形状、分布、位置和超声检测参数,采用核电现场多通道双晶纵波聚焦超声检查技术对仿真结果进行了验证。针对异种钢焊缝,开展了焊缝成分、组织和性能研究,分析了断口微观形貌,并研究了焊缝融合线处的合金元素迁移率等,从而为探寻压力容器异种钢焊缝可能存在的薄弱环节提供实验依据。研究结果表明,压力容器异种钢焊缝低合金钢侧热影响区存在明显的粗晶区和细晶区,细晶区显微硬度相对于母材增加了17%左右；热影响区冲击值波动较大,冲击性能不稳定,脆化和裂纹倾向较高,拉伸试样全部断于该部位；同时由于低合金钢强度级别明显低于奥氏体不锈钢,判断低合金钢侧热影响区是整个异种钢接头性能的薄弱环节。根据异种钢焊缝性能研究结果,利用CIVA超声仿真软件在压力容器异种钢焊缝低合金钢侧熔合线粗晶区域构建超声仿真模拟裂纹,模拟裂纹基本特征为：30mm×10mm矩形,方向与焊缝熔合线相平行,距工件内表面的深度为9mm。超声仿真研究结果表明,针对构建的模拟裂纹,采用1.5MHz、70°TRL FS20超声探头检测时缺陷响应幅值最大,检测效果最好。在超声仿真试验结果基础上,本文选择了4个1.5MHz、70°TRL FS20双晶纵波聚焦斜探头,辅以4个1.5MHz、45°TRL FS20双晶纵波聚焦斜探头和1个2MHz单晶纵波直探头,从不同方向对超声试块进行了验证性扫查。1.5MHz、70°TRL FS20探头扫查深度范围为距RPV试块内表面0～13mm,1.5MHz、45°TRL FS20探头扫查深度范围为距试块内表面3-23mm,覆盖了超声仿真裂纹模拟区域。超声检查结果：选取带缺陷的试块进行验证性超声扫查,发现试块内表面存在三处缺陷,缺陷长、高分别为20.5mm、7.4mm,27.5mm、13.1mm,38.4mm、15.4mm;本课题RPV超声试块焊缝及两侧热影响区无可记录缺陷,表明该试块既无仿真预估的裂纹,也无气孔、夹杂等其它缺陷存在。根据试验研究结果,本论文探讨了压力容器异种钢焊缝服役环境和性能劣变机理,晶粒尺寸对超声波检查的影响,仿真技术与超声波检测的关系,以及压力容器异种钢焊缝超声波检测参数的优化等。