焊接残余变形的存在不仅会影响构件的性能和服役寿命,还会给后续的装配带来很大困难,极大地影响了构件的成形质量和企业的生产效益。船厂目前主要采用的火工方法矫正焊后残余变形,费时费力。为实现焊接变形的准确预测和有效控制,本文以船体结构件中典型的T型接头角焊缝为研究对象,在热弹塑性有限元法的基础上主要开展了如下工作:(1)基于ANSYS有限元软件,考虑材料随温度变化的性能参数,采用间接热力耦合的方法对T型接头焊接件进行有限元分析,获取温度场和残余应力、变形等结果及其分布规律。通过与文献资料进行对比,验证本文计算结果的准确性,并以此作为后续研究的基础。(2)基于控制变量的思想,分别研究了在构件平面尺寸、焊接速度、焊角尺寸、底板厚度和焊接顺序等影响因素作用下,T型接头角焊缝的焊接变形特点及分布规律。(3)通过正交试验设计研究了T型接头构件在底板厚度、电流、电压、焊接速度四个因素共同作用下的残余角变形特点,得到各因素对焊接残余变形影响的主次关系,并优选出使角变形量最小的最优工艺参数组合。(4)在预测变形的基础上,研究预置塑性反变形法对残余变形的控制作用。考虑焊接变形的分布特点以及生产实际的加工条件与精度要求,提出变曲率和等曲率两种反变形的提取和施加方式,并选取两个实例进行数值模拟分析。采用网格法测量预置塑性反变形下T型接头试件底板表面的焊后平整度,结果表明,预置塑性反变形法可以实现焊接变形的有效控制。(5)研究预置塑性反变形下的焊接构件,在构件平面尺寸、焊接速度、底板厚度等因素单独作用下的焊后残余变形分布特点及规律,并对船体建造中的加筋板结构进行焊接变形控制研究,进一步了解塑性反变形法对焊接残余变形的控制效果,以期为船厂的生产实际提供参考。