焊接是一个牵涉到电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程。焊接现象包括焊接时的传热过程、金属的熔化和凝固、冷却时的相变、焊接温度场、焊接应力与变形等等。成功预测焊接温度场和应力场的分布情况是获得高质量焊接结构的重要举措。一旦各种焊接现象能够实现计算机模拟，就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料时的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。论文从这一点出发，在总结前人的工作基础上结合数值计算的方法，对对接坡口焊焊接过程中温度场、应力应变场的有限元分析问题进行了探讨，其主要是对电弧焊的焊接热源模型进行了研究。 有限元分析基于大型通用有限元计算软件ANSYS平台完成。本文从有限元分析中的建模、温度场分析、应力应变场分析对对接坡口焊接过程的三维数值模拟进行了阐述，分析了不同时刻的温度场分布、应力场中不同方向的残余应力变化情况。 在温度场求解中，针对电弧坡口焊的能量配比情况，采用高斯函数分布的表面热源(高斯热源)和焊缝区生热率内热源(体热源)相结合的组合热源模型来模拟电弧焊的热源，并采用ANSYS的APDL(参数化语言编程)，解决了焊接热源移动的数学模拟问题。 在温度场分析时，考虑了各方面因素对温度场的影响，特别是热源模型的影响，并针对三种热源模型进行了比较，分别为高斯热源、生热率这两种单一加载方式和组合热源加载，提出组合热源更符合电弧坡口焊。 在应力场的分析中，分析了随热源移动，焊接应力场的变化情况以及焊接熔池前后的应力变化，焊接面上各点随焊缝距离远近的应力变化，着重分析了在三种热源模型加载下横向、纵向和厚度方向的应力的不同。