随着水电事业的发展,大容量水电站不断增多,水轮机技术水平也不断提高,混流式水轮机得到了越来越广泛地应用.在发电站实际运行过程中,在叶片部位往往于短期内产生非预期的裂纹,裂纹逐渐扩展并最终导致多个叶片局部断裂破坏,大大缩短了水轮机转轮的使用寿命.本文针对焊接过程的特点,从减少瞬态分析时间增量步的角度出发进行研究,提出既能反映焊接过程实质,又能提高计算效率的新热源模型,力求大幅度减少计算量,从而大幅度缩短分析时间,为混流式水轮机模型分析迈出关键一步.为了简单有效的提出转轮焊接顺序的优化方案,本文首先对平板对接焊的残余应力场进行了分析.结果表明:多层焊道的相邻层之间采用首尾相接的方法以及每层的相邻焊道之间采用头尾相接的方法可以改善应力的分布状态,大大降低焊后残余应力的峰值.K形坡口厚板焊接模型的数值模拟表明:焊接顺序的不同大大影响了焊后残余应力的大小与分布,并得出了一种较合理的焊接顺序,这对混流式水轮机转轮焊接工艺的优化具有重要的指导意义.基于以上结果对混流式水轮机转轮模型的焊接应力场进行有限元数值分析,结果表明叶片焊后残余拉应力场出现在焊缝及其附近区域,并且在焊缝区域的叶片出水边处出现了峰值,这与转轮的工作应力峰值出现的部位一致,因此在该部位容易发生断裂.同时,通过对不同的焊接顺序的焊后残余应力场的比较,提出了转轮焊接顺序的初步优化方案.