采用异质拼焊管成形变径管存在诸多优点，为了合理的设计异质差厚拼焊管，采用了有限元分析的方法，研究了拼焊管在内高压作用下的塑性变形规律和不同位置的应力应变的分布情况，分析了不同因素对壁厚减薄率分布和焊缝移动量的影响规律，同时基于正交试验对异质差厚拼焊管进行了结构优化。研究结果表明，在胀形过程中，低强度的厚壁管先发生塑性变形，且塑性变形区由厚壁管的中部逐渐向两端扩展。当改变拼焊管的强度比时，可以改变薄壁管和厚壁管的先后塑性变形顺序及焊缝的移动方向。薄壁管和厚壁管各处处于双向拉应力状态，且环向应力均随着轴向应力的增大而增大。薄壁管和厚壁管的轴向应变分别处于压应变状态和拉应变状态，而环向均为拉应变状态，且薄壁管的环向应变随着轴向应变的减小而增大，而厚壁管的环向应变随着轴向应变的增大而增大。研究了异质差厚拼焊管成形件胀形区的壁厚分布规律。模拟结果显示，胀形区的壁厚均发生了减薄现象，且厚壁管侧的壁厚均匀性要好于薄壁管侧。当强度比和厚度比增大时，薄壁管的减薄率均随之增大，而厚壁管的减薄率则均随之减小，同时焊缝两侧减薄率的突变程度是呈先减小后增大分布的；薄壁管和厚壁管的减薄率均随着长度比的增大而减小，但变化幅度较小，同时焊缝两侧减薄率的突变程度的变化很小；摩擦系数对胀形区减薄率的影响不明显。分析了不同因素对成形件焊缝移动的影响规律。结果指出，焊缝移动主要发生在薄壁管靠近焊缝处的胀形过程中，且焊缝移动量随着膨胀率的增大而增大。当强度比和厚度比分别0.7和1.1时，焊缝均由厚壁管向薄壁管侧移动；当强度比和厚度比分别大于1.0和2.3时，焊缝均由薄壁管向厚壁管侧移动，且焊缝移动量随着它们的增大而增大。长度比和摩擦系数的改变，不会影响焊缝的移动方向。焊缝移动量随着长度比的增加而先增大后减小，但只存在0.1mm的波动，对焊缝移动的影响很小。焊缝移动量随着摩擦系数的增加而减小，且存在0.32mm的波动。基于正交试验设计方法的分析结果，确定了影响薄壁管靠近焊缝处减薄率的主次因素依次为厚度比、强度比、长度比和摩擦系数，同时在较优水平组合下的减薄率降低到13.47%，实现了优化拼焊管结构的目标。