随着科学技术的不断发展,金属结构件逐渐向轻量化、高精度及结构紧凑的方向发展,因此薄壁件的应用越来越广泛。为突破薄壁件的尺寸限制,需对其进行连接。激光增材制造技术由于能量密度低,连接变形小,在薄壁件连接上具有广泛的应用前景。由于钛合金的低弹性模量,其连接后存在严重的变形和不均匀的残余应力。本文采用数值模拟方法预测了激光增材连接TC4薄壁件的变形,通过实验和数值模拟结果的对比,验证数值模型的可靠性,并对薄壁件的变形和残余应力进行了调控研究。基于ABAQUS有限元分析,将热力耦合与大变形理论相结合,考虑了点约束在连接过程的作用,研究了TC4薄壁件在激光增材连接过程中的温度场和应力场以及连接后的变形,结果表明:随着薄壁件厚度增加,熔池形状、最大残余拉应力及最大塑性应变值降低;薄壁件的变形主要发生在冷却阶段,且以垂直于厚度方向变形为主。设置了三种不同点约束位置,基于数值模拟方法研究了不同点约束位置对激光增材连接TC4薄壁件的变形影响,并对其进行了验证,结果表明:点约束间的距离对薄壁件的变形趋势、残余应力和变形量有一定影响,并改变了薄壁件上下表面横向残余应力的分布。分别采用预热、分段连接、预热+分段连接及辅助热源对激光增材连接薄壁件的变形进行控制,主要研究了预热和分段连接及二者共同作用对激光增材连接薄壁件的变形和残余应力的调控效果,对辅助热源法进行了尝试,结果表明:以上方法均能降低变形,其中预热+分段连接的控制效果最好。