大功率激光焊接因其优异的焊接质量而在工业中得到广泛的应用。深熔激光焊接过程中包含了一系列复杂的物理、化学反应现象，表现出快速、复杂、多维、多参数影响的特点。聚焦激光束功率密度高(≥106w/cm2)，被焊接材料在极短的时间内熔化、气化、甚至蒸发，从而形成小孔，并出现激光诱导的光致等离子体；这些都影响着激光的吸收和散射。迄今为止，还没有能够适应实际激光焊接生产的数学模型。本文在304不锈钢的激光焊深熔焊中,首先采用二次通用旋转回归设计方法设计了试验方案，通过对试验数据的统计检验，求出了置信度较高的以功率、速度和离焦量为因子的熔池形状回归方程。通过相关性分析，揭示了各个因子及其交互作用对熔池形状的影响规律；并进一步利用MATLAB优化工具包建立了优化模型,获得了一定熔宽条件下，得到最大熔深的工艺参数。最后利用ANSYS软件对304不锈钢激光焊接的温度场进行了动态模拟；根据激光特点，建立了组合体的热源模型，针对激光焊接过程中高度非线性、光斑面积非常小的特点，采取了过渡单元建模，逐步加载、求解的措施。为了保证根据坐标来选取节点的精确性，在加载过程中采用了余量控制法。熔池形状的模拟结果与试验结果基本吻合。