焊接是制造核压力容器不可缺少的工序之一,焊接质量直接关系到设备的使用寿命和安全,而焊接厚度较大、焊接道次较多的构件过程中,焊接温度场、应力场及焊后变形对焊接质量的影响就显得非常重要。为了更好的研究SA508-Ⅲ钢厚壁圆筒多层多道纵焊,为实际焊接提供有效的焊接温度场、应力场及焊后变形数据,本文通过ANSYS有限元分析软件建立了SA508-Ⅲ钢厚壁圆筒多层多道纵焊有限元模型;利用Gleeble-1500D热模拟机,分别对SA508-Ⅲ钢焊接CCT和高温力学性能进行了测定和研究。在此基础之上,以体生热率热源模型作为焊接热源模型,通过生死单元法和分布式算法,得到了多层多道焊接温度场结果;之后,在温度场的基础上,通过热-结构间接耦合法,得到了焊接应力场结果。通过对SA508-Ⅲ钢焊接CCT曲线分析可得,冷速在0.015℃/s~0.05℃/s的范围内时,相变产物为铁素体和珠光体,冷速在0.1℃/s~7℃/ s的范围内时,相变产物为贝氏体,冷速在20℃/s~80℃/ s的范围内时,相变产物为马氏体;通过对SA508-Ⅲ钢的高温拉伸试验结果分析可得,在950℃~1300℃温度范围内,SA508-Ⅲ钢的断面收缩率均大于60%,表明其具有良好的高温力学性能。通过对焊接温度场计算结果分析得到了厚壁圆筒多层多道焊接温度场分布规律;其中,位于第二焊道的A节点在430s~550s内的升温速率为353℃/s,冷速为68℃/s;在相变点(750℃)以上停留的时间为4s;最高温度为1210℃。通过对焊接应力场结果分析得到了厚壁圆筒多层多道焊接应力场分布规律;其中,多层多道焊接对焊接构件Y方向(厚度方向)上的残余应力影响较大,该方向在焊缝稳定区产生的最大残余应力为100MPa;焊缝稳定区残余应力分布有规律,从焊缝到母材,残余应力不断减小;焊缝两端过渡区的残余应力分布较为复杂;焊接构件的焊缝和熔合区的等效应力最大,等效应力为490MPa,达到了材料的屈服极限;焊接构件中焊缝处的总位移量最大,位移量为0.0025m;远离焊缝的母材区的位移量最小,位移量为0.00036m。