焊接作为一种重要的制作技术在工业生产和国民经济建设中起着重要的作用，通过焊接人们可以获得优异的连接质量和优秀的使用性构件，焊接结构相对于铆接和螺栓等其他联接结构，具有显著的优点。但是焊接结构也有着明显的不足，那就是存在较大的焊接应力和之后出现的焊接变形。焊接结构焊缝处的应力集中，是疲劳、脆断等破坏的起源，因此，非常有必要对焊后残余应力进行研究，掌握焊缝及周围应力的分布规律，为结构的设计提供参考。本文借助于ANSYS有限元软件的热-结构耦合功能，考虑焊接温度场对应力应变场的单项耦合作用，针对起重机主梁箱型结构腹板与翼板焊接处的角焊缝进行实例分析，模拟计算其焊后温度场和应力场的分布规律。本文选用双椭球型热源模型，并适当选取高温时的材料物理性能参数，运用有限元软件ANSYS的APDL语言编写程序命令流，实现焊接热源的移动加载，模拟焊接过程，最终得到了焊接温度场以及焊接应力场的动态变化的仿真图，由已求出的温度值计算出应力值，方法是将作用到焊件上的热单元转化成结构单元，计算并分析出各个时间点的瞬态应力值和最后残余应力值的大小。焊接过程是一个瞬态热变化过程，为了形象模拟出熔池金属的熔化、凝固过程，本文运用了ANSYS中生死单元技术，形象模拟焊接过程中焊接材料不断填充焊缝的过程，给出角焊缝及其周围焊接残余应力的分布趋势。生死单元技术的实质是将超过材料熔点的单元“杀死”，并且激化未超过熔点的单元。本文针对起重机金属结构的箱型主梁翼板与腹板焊接处的角焊缝，建立三维模型，进行了有效的网格划分，设定了材料Q235在高温状态下的相关参数。借助ANSYS有限元软件的APDL语言编写整个模拟过程中的命令流，模拟双椭球形热源，得到了角焊缝模型的三维温度场，并最终实现了残余应力的动态模拟分析，得到的结果与相关研究结论基本一致，这将会为起重机金属结构强度应力分析及疲劳寿命计算提供参考。另外，本文的研究也证明了有限元软件在焊接结构分析中的运用比较方便，促进了有限元软件在数值模拟方面应用的广泛性。