在火箭储箱的制造领域中,铝合金材料因比强度大、质量轻的优点,而得到了大量的应用。但其也存在着焊接残余应力和变形大、热裂敏感性高等缺点,这些问题是焊接领域相关学者研究的重点。在铝合金焊接残余应力与变形的控制方法中,预热方法是常见工艺手段之一,但目前关于预热对铝合金焊接应力与变形影响机制的研究较少。本文采用实验与数值模拟的方法,研究了预热条件下2219铝合金TIG焊接应力与变形的动态演变过程与焊后残余应力和变形的分布,分析总结了预热对于TIG焊接残余应力和变形的影响机制和影响规律,优化焊接生产工艺、丰富焊接应力与变形控制理论。本文采用MSC.Marc有限元分析软件对2219铝合金TIG焊接过程进行数值模拟。通过建立焊接有限元模型,研究分析了常规TIG焊接条件(室温)下2219铝合金薄板的温度场、应力场和变形的变化过程以及焊接残余应力和板材失稳翘曲变形的最终分布,并通过实验进行了模型的验证。在此基础上依据等温度峰值方法(通过不同预热温度下焊接功率的调整,使得温度峰值保持一致),进行了不同预热温度下(100℃,200℃和300℃)的焊接过程数值模拟。通过对比分析发现,预热工艺条件下焊缝与周围材料之间的温度梯度减小,焊接过程应力减小且焊接残余应力得到降低,这对于焊后铝合金板材的变形控制也有一定的作用。在预热温度为200℃,焊接功率为1200W时焊接残余应力控制效果最好,残余应力消除率为18%,变形消除率为93%。为进一步优化焊接工艺参数,保持焊接功率为1200W不变,基于低温度峰值方法(保持焊接功率相同,改变预热温度),进行了不同预热温度下(150℃,100℃和50℃)的焊接过程数值模拟。通过分析比较发现不同预热温度下焊接残余应力无明显变化,而翘曲变形量随着预热温度的减小逐渐增大,这与实际焊接实验的结果相吻合。最终得出在预热200℃工艺条件下,焊接残余应力和变形的综合控制效果最好。