随着焊接技术代替铆接技术成为钢质船体建造的主要加工技术,焊接变形控制成为一个热门的研究方向。焊接过程中随着热量的不断输入,焊接板材、型材会发生一定程度的变形,特别是焊接板材厚度较小的薄板时,会产生严重变形。这不仅会影响焊接构件的外形质量和使用性能,还有可能造成构件结构失效,影响船舶整体性能。因此,研究控制焊接变形的方法,对提高船体建造精度、建造效率、建造质量都是非常有意义的。本文以某集装箱滚装船为研究对象,研究建造过程中薄板由于焊接和非焊接因素导致的结构变形,用数值仿真模拟的方法对焊接变形控制技术进行数值分析,为优化现有的焊接工艺,提高焊接质量和减小焊接变形提供理论依据,主要研究内容及结论如下:(1)在温度场和应力场的理论基础上,对焊接过程仿真模拟技术进行研究,特别是温度场和应力场的耦合和热源移动模拟过程。(2)以某集装箱滚装船薄板拼接为研究对象,探究多块薄板拼接过程焊接顺序对焊接变形及残余应力的影响。设计4种不同焊接方案进行数值模拟计算,并将计算结果的温度场、应力场及合位移变形量进行对比。研究表明:4种不同焊接顺序方案中,先焊中间焊缝,再同时焊接两端焊缝的焊接方案,焊接效果最好。(3)以某集装箱滚装船薄板拼接为研究对象,探究工装夹具布置方式对薄板焊接质量的影响。设计4种工装布置方案,进行有限元模拟计算。结果表明:工装夹具布置越紧密,约束能力越强,越有利于焊接变形量的控制,但同时会造成焊接残余应力的大量集中分布。(4)以某集装箱滚装船上层甲板室舱壁板与扶强材的T型连接为研究对象,探究焊接保温工艺对薄板T型焊接结构变形及残余应力的影响。通过设计6组焊接方案,采用控制变量法对焊接保温工艺参数的设置情况进行数值仿真模拟,将各方案焊接残余应力及位移变化量进行对比。研究结果表明:焊接保温温度和保温时间都会对焊接变形和残余应力产生较大的影响,在6组焊接保温工艺方案中,保温温度为500℃,保温时间1200s的焊接方案下,薄板焊接效果最好。(5)通过相关企业调研,将薄板焊接过程中的变形控制方案进行总结归纳,分别从焊接前的准备工作、拼板焊接工艺、焊接完成后的工艺以及吊装翻转等过程中的变形控制措施进行总结。本文研究过程中,进行了多次船厂实地调研。模拟过程中所采用的参数设置均按照船厂实际应用来设定。焊接拼板顺序、夹具布置方式及焊后保温工艺研究的成果,可以为船厂的技术改进,薄板建造精度的提高,提供理论指导。