在桥梁、造船、重型装备等承重箱梁构件的加工制造中,存在着许多中厚板T形接头,涉及到众多的中厚板角焊缝。角焊缝焊接中单边V型坡口焊缝呈现左右结构非对称,这种非对称角焊缝与对称角焊缝的传热散热情况存在显著差异,影响到焊接熔透成形,尤其结构最为突出的根部打底焊接,成为制约整个焊接接头质量的关键,因此对非对称角焊缝的熔透成形开展研究具有非常重要的现实意义。本文针对非对称角根焊缝进行了焊接温度场和应力场的数值模拟与试验研究,获得这种特殊焊缝传热散热成形规律,探索其应力应变与变形规律,为工程施工提供工艺参考。首先建立一种新型等效热源模型,即等效双高斯热源模型。该模型以高斯热源模型为基础,并考虑坡口角度对施加热源的影响,进行了坐标系变换。为验证热源模型的准确性,采用多物理场仿真软件COMSOL模拟其温度场分布,并对比分析了角焊缝常用热源模型与新热源模型的差异,结果表明,采用等效双高斯热源模型进行温度场模拟计算,熔透形态分布与实际结果更为接近。对比研究了热源周边位置的温度变化规律,这为揭示焊接电弧作用非对称角焊缝传热机制以及熔透成形变化规律奠定基础。然后基于建立的等效双高斯热源模型,对不同结构参数和焊接参数的焊接温度场进行了数值模拟,定量研究不同参数对角焊缝熔透成形的影响规律。探索焊接角度对焊缝成形的影响时,在考虑坡口角度影响的等效双高斯热源模型的基础上,引入了焊接角度的变化对电弧热分配的影响,建立了焊接角度与电弧热分配的定量关系,并通过试验验证了其准确性。结果表明坡口角度和钝边厚度决定了熔透焊缝所需的热输入,但对熔池轮廓影响甚微;焊接电流对焊缝成形至关重要,直接影响到焊缝的熔透深度;焊接角度则影响电弧热量的分配比例。最后在温度场的基础上建立了应力场模型,分析了焊件的应力应变与变形情况。结果表明焊件所产生的残余应力主要受纵向应力的影响,当热源移动到焊缝中心线上的点附近时,它的等效应力和等效应变会急剧增大。开坡口侧板发生翘曲,最大变形量为1.13mm。这些规律对减小实际非对称角焊缝的焊接应力与变形具有积极的指导价值。