在焊接过程中,焊接热影响区的晶粒发生严重长大粗化,使材料的塑性、韧性急剧下降,焊接接头性能降低。为此,本文采用MC法对焊接热影响区的晶粒生长过程进行模拟,预测焊接热影响区的最终晶粒尺寸分布。为实现晶粒生长过程的模拟,设计了焊接热影响区晶粒生长模拟软件。根据MC法模拟晶粒生长的基本原理以及焊接热影响区晶粒生长存在的特殊性,建立了适用于焊接热影响区晶粒生长模拟的三维MC模型。在模型中,选取了两个三维模拟区域,用于实现不同晶粒结构演化的模拟;确定了模拟区域的离散化形式以及微元取向的初始化方式;建立了三维MC计算模型,用于实现晶粒生长过程的模拟;定义了三种边界条件,考虑了相邻区域对模拟区域晶粒生长的影响。根据建立的三维MC模型,确定了焊接热影响区晶粒生长的模拟流程。根据建立的焊接热影响区晶粒生长模拟的三维MC模型,设计了模拟软件。软件系统的总体结构包括前处理、MC模拟和后处理三部分,每一部分的功能通过相应的功能模块实现。在两个区域数据处理模块中,实现了模拟区域的选取和离散化、区域数据和温度数据的生成。在温度数据处理模块中,实现了格点选择概率的计算。在MC计算模块中,实现了恒温模拟和焊接热影响区晶粒生长过程模拟。在模型常数回归计算模块中,实现了三维MC模型常数的回归计算。在图形显示模块中,实现了模拟区域几何形状、格点热循环曲线、格点选择概率及晶粒尺寸分布的可视化。利用开发的模拟软件,对焊接热影响区的晶粒生长过程进行了模拟。模拟得到的恒温晶粒生长过程中的平均晶粒尺寸变化和拓扑变化与晶粒生长动力学理论程相符合。模拟得到了焊接热影响区的最终晶粒尺寸分布,与实际的焊接热影响区晶粒尺寸分布基本一致。