重型车辆塔体由多块20-60mm厚高强钢板以及塔体头拼焊而成,属于典型的箱型结构,采用多层多道PMIG焊接工艺,依据工装夹具定位固定,塔体制造要求严格的尺寸精度,需严格控制焊接变形。本文总结了前人对焊接数值模拟的研究,成功进行车体炮塔顶板和侧板多层多道焊连接数值模拟,研究焊接过程中顶板的受热变形规律以及不同焊道顺序、不同约束条件下侧板连接发生焊接变形的规律,并进行炮塔焊接工艺试验,验证焊接温度、应力场模拟计算结果。研究了塔体PMIG自动焊接热源模型,对热源双椭球模型进行了二次开发,通过校核熔融效果优化热源函数能量分布系数。顶板焊接开始后,熔池中心区域峰值温度为2256℃,熔池呈“梨形”空间分布,随着热源前移,熔池温度逐渐降低,等温线轮廓呈现以焊接方向为长轴的近椭圆形状,应力应变云图显示主要应力分布区为起弧点、焊道中部和收弧点。研究了侧板的焊接应力场分布规律,研究三种焊道顺序、三种约束条件下侧板焊接的受热及变形规律,Ⅲ方案焊道顺序下板件受热均匀,焊后变形量小,残余应力分布最优,焊缝体的最高应力值为896.5MPa,起、收弧端应力值在239～418MPa之间；综合焊接变形和焊后残余应力分布,V方案约束条件最优,变形集中在焊缝上,焊缝体及近焊缝区的形变量在0.228～0.452mm之间,焊缝残余应力值在376.0～484.9MPa之间,残余应力的分布区域在夹具释放后明显缩小,应力场分布得到优化。进行了炮塔焊接工艺试验：选测点的热循环曲线变化趋势与计算模型相一致,峰值温度、温度升高速度和温度冷却速度误差百分比均符合精度要求；最终获得的熔池形态中,第二道次的熔宽、熔深与模型中W2熔池区域基本一致；盲孔法测得1、2号特征点应力值分别为169.4MPa、195.8MPa与模拟结果相近,板件的焊后变形趋势与模拟结果相同。综上所述,本文计算结果精度符合要求,模型验证正确,本文的模型可以为焊接工艺方案制定提供参考。