焊接过程是一个高度集中的瞬时热输入过程，不可避免的会产生焊接残余应力和焊接变形。焊接残余应力的大小和分布会严重影响焊接结构的静载强度、疲劳强度、结构的脆性断裂、应力腐蚀开裂等，焊接变形会严重影响结构的尺寸精度和外形，甚至中断正常工艺流程，因此很有必要弄清焊接过程产生的残余应力的大小和分布以及焊接变形。随着电子计算机技术的飞速发展和焊接数值计算理论的日臻完善，焊接数值模拟技术在焊接残余应力和焊接变形的理论预测中起着越来越重要的作用。616装甲钢属于高强度特种钢，最终热处理状态为调质或淬火+低温回火，显微组织为低碳板条马氏体与贝氏体，常温屈服强度大于1400MPa，焊接时易出现裂纹，故常采用奥氏体钢进行焊接。焊接后熔合区和富奥氏体带存在较高的残余应力，在腐蚀环境中可能引起应力腐蚀裂纹或疲劳腐蚀裂纹；同时，焊接过程中产生的焊接变形难以采用机械矫正和火焰矫正，严重影响结构件的装配。本文基于ABAQUS有限元软件，开发了热弹塑性有限元方法，以616装甲钢车门典型焊接接头为研究对象，研究了对接接头和T型接头的焊接温度场和焊接残余应力及焊接变形，并研究了焊接热输入和焊接材料对焊接残余应力和焊接变形的影响，旨在为后续的采用固有应变法预测整个装甲车车门的焊接变形提供基础数据。在进行模拟计算时考虑了材料的热物理性能和机械性能随温度变化的特性，同时还考虑了焊接材料的加工硬化效应。在应力计算时同时考虑了几何非线性，即采用了大变形理论。采用顺序耦合的方式，即只考虑温度场对应力场的影响而忽略应力场对温度场的影响。平板对接的应力应变结果表明，焊缝区承受较大的拉应力，应力峰值超过了焊接材料常温时的屈服强度27%，这主要是由于焊接过程中，焊缝的奥氏体承担了大部分塑性形变形，产生显著的加工硬化现象；热影响区附近承受很大的拉伸应力，达到母材常温时的屈服强度，这可能是引起实际焊接过程中焊接裂纹的原因之一。T型接头同向间断双面焊的应力研究表明，先焊焊缝附近区域的残余应力较后焊焊缝附近区域的残余应力小16%，这主要是由于后焊焊缝移动热源对先焊焊缝有一个相当于焊后热处理的作用，使得先焊焊缝附近的残余应力较后焊焊缝小。研究结果表明，在本文热输入条件下，横向收缩变形随着焊接热输入的增大而增大，而角变形随着焊接热输入的增大而减小。随着焊接热输入增大，焊缝上下表面的温差减小，处于力学熔点以上的高温区域差别减小，从而角变形也相应减小。数值模拟的结果可为实际焊接过程中采用反变形法减小焊接变形提供参考。研究不同焊接材料对焊接残余应力和焊接变形的结果表明，采用线膨胀系数较小，弹性模量较大，屈服强度尽可能小的焊接材料，有助于减小焊接变形。数值模拟结果对选用合适的焊接材料或设计新型焊接材料具有一定的理论指导意义。