本文以Q235焊接钢板为研究对象,采用模拟应力应变场和盲孔法测量两种方式探究不同厚度堆焊层对焊接残余应力的影响。通过对模拟结果和实验结果分析,明确了不同厚度堆焊层表面残余应力分布规律。本文通过建立4种厚度的焊道,在有限元软件MSC.Marc中进行数值模拟,利用Marc单元和热-结构耦合功能分析进行焊接过程仿真。给出了沿焊缝方向的残余应力分布曲线,对比不同厚度堆焊层在纵向的应力及应变,确定了不同厚度堆焊层的表面焊接残余应力的分布规律。得出主要结论为堆焊层厚度为2 mm、3 mm、4 mm、5 mm焊缝处的纵向拉应力分别为191MPa、305MPa、423 MPa、628MPa。即随着堆焊层厚度的增加其表面残余应力增加。为了验证模拟结果准确性,在母材Q235低碳钢板上铣出不同厚度的沟槽,用D112焊条进行手工电弧堆焊,得到不同厚度堆焊层,再利用盲孔法测量堆焊层中的残余应力值。实验结果为堆焊层厚度为2 mm、3 mm、4 mm、5 mm焊缝处的纵向拉应力分别为267 MPa、353 MPa、577 MPa、773 MPa。即随着堆焊层厚度的增加其表面残余应力增加。对比有限元模拟分析和盲孔法实测的结果,两者存在着一定的差距,这是由于在有限元模拟时,表面堆焊材料力学参数设置所导致的。但是,两者在趋势上有较好的吻合,故知有限元模拟可在提高材料参数精度的条件下,可指导堆焊过程的残余应力研究。