中国聚变工程实验堆(CFETR)是中国未来商业聚变反应堆发展的关键。聚变堆真空室设计采用分段拼焊成型。真空室窗口与真空室间采用窗口领圈进行连接,材料均为316L不锈钢。窗口分布在每个八分之一分段上,用以安装和维护真空室内部构件,并具有辅助加热和诊断等功能。真空室与窗口领圈连接所用焊接工艺拟采用窄间隙钨极氩弧焊(NG-TIG),窗口领圈拼焊拟采用真空电子束焊(EBW)。本文围绕此两种焊接工艺,主要针对NG-TIG与EBW两种不同工艺的焊接接头,研究的主要工作如下:(1)制定NG-TIG和EBW焊接工艺,焊接厚度为50 mm的316L不锈钢平板,获得两种不同焊接工艺的焊接接头。采用相控阵超声无损检测技术评估焊接质量。通过金相试验,分析了两种焊接接头之间的微观组织结构差异。(2)通过维氏硬度试验,利用硬度与强度经验公式进行推导,建立具有不均匀性焊接接头多材料有限元模型。使用取自焊接试板的焊接接头样件进行拉伸试验,分析了有限元模型的误差,结果表明有限元模型能够准确预测焊接接头静态强度。(3)利用焊接接头有限元模型,详细分析了焊缝几何形貌对NG-TIG和EBW两种焊接接头静态强度和应力分布的影响。(4)根据仿真结果,数值分析并获得了NG-TIG和EBW两种焊接接头静态强度和应力的计算方程,并验证了方程的精度。本文的研究内容为聚变堆真空室焊接接头工艺设计提供了理论支撑,研究结果可以作为优化聚变堆真空室与领圈及领圈拼焊工艺参数的依据。