装载机前车架是连接后车架、前车桥和工作装置的机构，是装载机的关键部件之一，其设计水平的高低直接影响到前车架性能的好坏，进而影响整机的性能如强度、刚度、可靠性及经济性指标等。有限元分析和优化设计是现代设计方法的主要内容，对装载机前车架进行有限元分析，研究前车架在各种工况下的变形和应力情况，继而对其进行优化设计，可以使得产品的结构和性能更趋完善。因此进行前车架的有限元分析和优化设计对装载机设计具有重要作用。本文通过对前车架结构在八种实际工况下所承受的载荷进行了准确的计算，为前车架结构建立了合理的有限元模型，在此基础上利用软件对前车架进行准确的有限元分析，获得八种工况下前车架结构的变形和应力分布。根据变形和应力分布特点，对前车架结构进行了形状布局优化，使得前车架结构的变形和应力分布更加均匀合理。根据形状布局优化后的前车架的变形和应力分布，选择设计变量、约束条件和目标函数，建立结构优化设计数学模型，并对前车架结构进行了构件尺寸优化迭代计算，满足了220MPa的应力约束，而且使结构总重量从原始结构的1537kg下降到1361kg，减轻重量176kg，减重11.45%。对于应力集中部位的焊缝，我们需要更高质量的焊缝，以期减少焊接过程中产生的残余应力，降低事故风险。本文结合装载机前车架的机器人焊接工程实际问题，通过改变送丝速度、焊接速度、干伸长，记录电流电压值，固定其他焊接参数，按照设计的方案焊制实验试板。通过焊缝表面成形的检验、金相显微组织的观察、显微硬度的测试和拉伸试验的测试，从理论上分析了焊接参数对焊接效果的影响，在实践上评价与分析了焊接的质量，对焊接参数进行了优化，为生产提供了参考的依据。使用机器人焊接装载机前车架10mm焊脚单面T形角焊缝时，应该选取送丝速度为13m/min，干伸长为24mm，焊接速度为0.45m/min，船形位置焊接。