热—弹塑性模型作为经典的焊接有限元模型，在有限元模拟中占据主导地位。然而，热—弹塑性模型没有考虑相变的影响，线性插值的材料物理性能参数处理方法过于简单，这些不足严重降低了焊接有限元模拟的精度。因此，构建一套考虑相变影响的焊接有限元模型，并采用适当的方法求解该模型成为目前焊接有限元模拟研究领域的关键性问题之一。　　本文在以往相变动力学研究的基础上，根据焊接过程的实际特点，构建了钢材和钛合金热—相变—弹塑性耦合有限元模型。随后，对模型进行了求解，实现了熔化焊接热—相变—弹塑性耦合有限元模拟。　　首先，构建焊接热—相变—弹塑性模型。该模型的传热部分采用了传统的瞬态导热微分方程的形式进行了表达，在构建过程中将导热微分方程转化为了有限元形式；相变模型则选用了基于材料热力学计算的相变动力学方程进行表达，利用材料热力学方程求解相变动力学方程中的自由能变化，并将相变动力学方程转化为有限元形式；应力场的求解计算应用了耦合相变影响的弹塑性模型进行求解。该模型中，相变对焊接过程的影响分为三个方面：材料物性参数的相变依赖性、相变导致的体积膨胀和相变导致的材料塑性。其中，第一个因素将会对温度场和应力场同步产生影响，而后两个因素将只会影响焊接应力场。　　进一步构建了针对该模型的求解方法，包括焊接热源的自动加载、材料物性参数的求解和加载、焊接过程初始条件和边界条件的定义及加载等焊接有限元计算所必须的功能。选取具有代表性的两类材料钛合金和钢材，进行焊接过程的模拟仿真，该求解代码，实现了对焊接热—相变—弹塑性模型进行求解。利用所构建的焊接热—相变—弹塑性模型，可以直接获得焊接过程温度场、奥氏体相体积分数分布、液相体积分数分布、铁素体/珠光体相体积分数分布、贝氏体相体积分数分布、马氏体相体积分数分布及等效应力场。这些量化数据将会直观反映焊接过程温度变化过程、相变过程及应力转化过程，为焊接工艺优化提供数据支持。　　此外，本文设计了三种钢材的三变量三水平的正交实验，完成了激光焊接验证实验。通过比对焊后工件的外形及熔透性情况，选择了最合理的焊接工艺。随后，通过热电偶测温、金相观察和盲孔法测应力等实验手段，获取了焊接过程温度场、相组分分布及应力场，完成了硬度测试和拉伸性能测试。实验结果一方面反映了实际焊接状态，另一方面用于验证模型的精度。　　本文进一步将所建立的热—相变—弹塑性模型和不考虑相变的热—弹塑性模型进行了对比。将基于不同模型的焊接温度变化曲线、应力变化曲线模拟结果同实验结果进行比较，发现相变对焊接过程的影响非常明显。　　在焊接热—相变—弹塑性模型模拟焊接过程基础上，本文开发了一套名为TMMCAL的模拟软件。该软件由热—相变—弹塑性模型的输入界面、求解器和后台数据库组成，为使用者提供了友好的交互接口，并能够直观显示模拟结果。　　相变导致的材料物性参数变化、相变导致的体积膨胀和相变导致的材料塑性这三个相变对焊接过程的影响因素对焊接过程温度场、应力场的影响非常显著。在未来的研究中，热—相变—弹塑性模型的使用将会很大程度上提升焊接模拟的精度。