在焊接过程当中,焊缝和热影响区附近必然会产生复杂的三维焊接残余应力和一定的微观缺陷,焊件中的微观缺陷随着服役时间的增加会进一步扩展为裂纹,甚至导致突发性和灾难性事故。由于焊接结构广泛应用于桥梁、航空、船舶、汽车、建筑和核电等各个领域,与我们的生活息息相关,因而探索抑制裂纹扩展方法具有一定的理论意义和应用价值。本论文以焊接工艺学、传热学、断裂力学、计算力学等多学科理论为基础,以有限元方法为工具,针对不同焊接条件产生的不同残余应力场对J积分的影响开展了研究与讨论。主要研究工作包括：(1)基于ABAQUS和FORTRAN平台建立了标准紧凑拉伸试件在不同焊接条件下的生死单元焊接模型,计算了相应的温度场；(2)建立了顺序耦合焊接力学模型,计算了不同温度场过程导致的焊接残余应力；(3)建立了标准紧凑拉伸试样的三维断裂力学有限元模型,计算了外载荷单独作用下以及残余应力与外载荷联合作用下的裂纹尖端附近的应力场和J积分；(4)对比了不同焊接条件下的残余应力场对J积分的影响。本论文最终建立了焊接条件和J积分之间的关系规律,研究发现焊接电流、焊接方向、焊接速度、焊缝位置、焊件厚度以及冷却时间都会引起焊接残余应力场的重新分布,并对焊接件的裂纹特性产生有利或不利影响。