焊接是一个涉及电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程。焊接现象包括焊接时的电磁、传热过程、金属的熔化和凝固、冷却时的相变、焊接应力和变形等。一旦能够实现对各种焊接现象的计算机模拟，就可以通过计算机系统来确定焊接各种结构和材料的最佳设计、最佳工艺方法和焊接参数。本文在总结前人的工作基础上系统地论述了焊接过程的有限元分析理论，并结合数值计算的方法，对焊接过程产生的温度场进行了实时动态模拟研究，提出了基于ANSYS软件为平台的焊接温度场模拟分析方法，并针对管线钢平板堆焊和开坡口多层焊焊接问题进行了实例计算、分析，而且计算结果与传统结果和理论值基本相吻合。本文研究的主要内容包括：(1)完善了材料参数非线性问题，即材料性能参数随温度的变化；(2)利用ANSYS中单元生死技术，模拟了多层焊焊接过程，得到了开坡口多层焊焊接温度场；(3)完善了高斯热源的移动问题，并以其为热源模拟计算焊接温度场，讨论了焊接规范对温度场的影响；(4)利用接触式(热电偶法)实测X80管线钢焊接热循环；(5)建立X80管线钢手弧焊平板(薄板)堆焊的线能量与冷却时间的关系，并进行了公式拟合。本文建立了可行的三维焊接温度场的动态模拟分析方法，为优化焊接结构工艺和焊接规范参数，提供了理论依据和指导。