激光焊接技术是一种高精度、高效、高可靠性的结构连接技术,在工业生产中起着举足轻重的作用。特别是薄壁铝合金件的焊接,其广泛应用于航空航天、汽车及军工领域。激光焊接是一个涉及传热、冶金、力学等复杂的物理化学过程。单凭积累工艺试验数据来控制激光焊接过程,既不切合实际又成本昂贵。随着计算机技术及有限元技术的发展,采用激光焊接数值模拟技术对焊接整个过程进行仿真,对激光工艺参数进行控制,成为一种有力的手段。本文基于薄壁铝合金件激光焊接过程模拟仿真的需求,提出了用有限元建模仿真分析方法进行解决的技术方案。同时,为了结构的优化设计,本文深入研究了移动热源加载,温度场及应力场模拟分析等关键问题。最后本文通过不同激光焊接参数的分析比较,提出优化方法,最终实现焊接质量的提高。具体工作展开如下:首先,本文对激光焊接的基本原理及其应用进行阐述,对国内外激光焊接数值模拟研究现状和发展趋势进行深入分析和研究。同时,在充分考虑薄壁铝合金件的特性及激光焊接热源的特点的基础上,提出了具体实现的仿真方案。其次,本文采用“建模—移动热源加载—温度场分析—应力场分析—工艺参数控制”的研究思路。在建模仿真时,本文运用了有限元分析软件,应用了非线性瞬态热分析理论及热-结构耦合分析的方法。在热源加载时,本文采用APDL语言进行循环加载。本文通过铝合金平板及圆柱板的应用实例,对焊接温度场及应力应变场的分布情况进行了分析,为复杂焊接结构进行三维焊接温度场、应力的分析提供了理论依据和指导,促进了有限元分析技术在焊接力学分析以及工程中的应用。最后,本文通过改变激光功率、焊接速度及激光光斑直径等工艺参数,分析各参数对焊接温度场的影响,提出了优化焊接工艺的方法。该工作为改善激光焊接的质量,预测试验结果,减少试验的工作量提供了必要的帮助和指导。