焊接电弧与熔池的数值模拟是一个复杂而重要的工程，随着焊接技术的发展以及模拟方法的进步，焊接过程数值模拟已经取得了较大的进步，但仍然存在一些问题：在以往的焊接电弧研究中，一般不考虑阴极、阳极以及弧柱区域之间的联系，并且把阴极电流密度假定为常数，这与实际情况不符。而在熔池的模拟当中，因为材料熔化和凝固状态的改变，模拟过程往往很难收敛；并且由于软件所限以及分区域的网格划分方式，致使以往的数值模拟时间都比较长。 本文基于TIG焊接技术，在借鉴前人研究的基础上，采用有限元分析软件ANSYS，通过理论假设，对TIG焊接电弧的数学模型进行了简化，成功地建立了实用的焊接电弧瞬态温度分布数学模型。探索了电弧模拟分析中热、电磁、流场和温度场的耦合理论；采用过渡网格划分的非均匀网格划分方式，在保证计算精度的基础上，有效地缩短了模拟计算的时间，电弧温度场、电磁场的模拟计算结果与理论值和实验值基本吻合。本文模拟了TIG焊接熔池温度场、残余应力和焊接变形等问题，通过改变单元属性的方法，解决了用生死单元模拟材料的熔化、凝固过程难收敛的问题。 另外，本文还结合正在研究的“十五”863计划项目—“水下干式管道维修系统(2002AA602012)”，对高压TIG焊接的数值模拟进行了初步探讨。提出了一些在目前条件下，进行高压焊接数值模拟迫切需要解决的问题。所有这些将为以后焊接工艺的分析评定提供指导依据，为高压环境下焊接过程的数值模拟奠定了基础。 本文得到“十五”863计划项目—“水下干式管道维修系统(2002AA602012)”的支持。