激光焊接是一种主要的连接工艺,应用于各种制造业。激光焊接作为一种高效、经济和可靠的金属连接方法,在汽车、航空航天和造船等行业都非常依赖激光焊接。然而,焊接会在最终的成型结构件中产生明显的变形,这将导致尺寸控制的失效,返工成本高和生产效率低下。在当今的工业生产中,为了实现结构减重,使用高强度材料的薄板和桁架结构是一种普遍的方法。但是,由相对薄的部件制成的结构在进行焊接时最容易变形。尽管多年来焊接技术取得了长足的发展,但焊接引起的变形仍然是轻量化结构经济高效地制造的主要障碍之一。焊接结构的变形在很大程度上受焊接工艺设计参数的影响,通过调整焊接参数可以更好地控制焊接变形。但是,由于焊接是一个依赖于多变量的过程,因此通过传统的试验方法很难或不可能获得这些因素的最佳组合。在计算机技术的支持下,使用有限元方法仍然是模拟焊接过程最有效的工具。本文的研究对象为TA15钛合金材料的蒙皮骨架结构件,针对如何减小焊接残余应力和变形进行研究,使用焊接专用软件simufact.welding对结构进行焊接变形数值分析,具体研究工作如下:（1）对TA15钛合金蒙皮骨架结构样件的最优焊接工艺进行研究,通过不同焊接工艺试验的焊缝金相照片,对比焊缝形貌和缺陷,得到可以达到预期的焊接工艺,并对样件拉伸性能进行测试。（2）针对激光深熔焊匙孔成型特点,通过反复对比仿真和试验结果,选择合适的热源模型,调整热源形状参数,得到与试验焊缝金相拟合较好的仿真熔池形貌;通过温度场仿真和热循环曲线校核,得到适合仿真的激光参数。（3）对蒙皮骨架结构件进行焊接应力应变场数值模拟,分析整体结构件焊接变形和残余应力;并分别探讨焊接顺序和工装约束对焊接变形和残余应力的影响;进一步为控制焊后变形,设计一款柔性化工装夹具,并通过焊接仿真检验该工装夹具对焊接变形的影响。