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本文基于焊接数值模拟专用软件SYSWELD，针对Q345/2Cr13钢异质材料焊接进行焊接温度场和应力应变场的数值模拟计算。根据焊接接头的形式，考虑焊接热过程特点建立了有限元分析模型。采用双椭球体积分布的热源模型，利用SYSWELD软件的函数功能实现热源在工件上的移动来模拟实际焊接过程中电弧在工件上的运动。采用自适应网格划分技术对几何模型进行网格划分，数值计算过程中考虑了材料的物理性能参数和力学性能参数与温度的依赖性，并充分考虑了相变潜热，SYSWELD采用比热突变法来实现焊接过程中的相变潜热。材料的高温性能参数是通过插值法实现的，模拟过程中利用间接耦合分析来实现焊接过程中的热-应力计算。计算时采用完全牛顿-拉普森迭代法实现焊接温度场和应力场的求解，通过定义熔池长度来确定计算初始时刻时间步的大小，以此来实现软件自动时间步长的计算，得到精确的数值计算结果。本文的研究内容主要有：1）采用不同的线能量对Q345/2Cr13异种钢焊接过程的温度场进行数值计算，讨论了焊接过程中温度场及应力应变场的变化规律。2）进行热-力结构耦合分析，分析了不同预热温度下焊接残余应力和变形的差别。3）采用不同的填加材料作为焊接金属，讨论了填加材料对Q345/2Cr13异种钢接头残余应力及变形的影响。4）进行焊接实测实验，测试了与焊接线距离不同的样点温度循环曲线，并与计算结果比较，以验证数值计算的准确性。计算结果表明：1）Q345/2Cr13异种钢焊接温度场和应力场关于焊接线是不对称分布的，2Cr13母材侧的残余拉应力峰值高于Q345母材侧，而应力分布范围较Q345母材侧窄。2）线能量对残余应力的大小和分布有很大影响，采用适当的线能量有利于减小Q345/2Cr13异种钢焊接残余应力和变形。3）不同的预热温度得到的温度场有很大区别，且残余应力与变形差异显著。4）填加材料对Q345/2Cr13异种钢焊接的影响亦较大。5）计算得出的热循环结果与实测热循环结果吻合良好，说明计算结果是准确、可靠的。