真空电子束焊接接头成型质量好、变形小，在航空航天、汽车等领域得到了很好的应用，但是，用其焊接航空发动机机匣类环形薄壁件时，仍可能随机出现焊接残余变形，影响发动机的装配及其使用性能。采用数值模拟技术优化环形薄壁件的焊接工艺、控制焊接变形，具有重要的理论与实际意义。本文对GH4169高温合金环形件真空电子束焊接温度场、应力场及残余变形进行了数值模拟研究。本文根据电子束焊接热作用的特点，采用了由高斯面热源和拋物体热源组合的复合热源模型。基于SYSWELD软件平台，采用FORTRAN语言对所建立的复合热源模型进行二次开发，成功的实现了该热源模型在SYSWELD软件中应用。通过平板对接实验获得焊缝形貌，调节模拟热源参数，对一定工艺条件下的高温合金环形件电子束焊接的温度场、应力场及残余变形进行了数值模拟。数值模拟结果表明，采用复合热源模型模拟获得的焊接温度场与实际情况相符，焊接热循环曲线与电子束焊接的特点相吻合。环形件在各个方向上的残余应力的分布与位置有关，轴向应力在焊缝附近表现为较大的压应力，在环形件端部应力值趋近于零；纵向应力在焊缝中心附近表现为较小的拉应力，距焊缝中心较远处则为较大的压应力，在环形件端部则趋近于零；环形件焊缝中心表面厚度方向上的应力比环形件内部的低20MPa左右。通过对各个方向上的应力分析可得出：焊缝中心附近区域的残余应力变化剧烈，而距焊缝中心较远区域的残余应力则变化较小，甚至趋近于零值，分布规律与理论比较符合。分段退焊可减小焊接热影响区，进而减小焊接变形，故提出了采用分段退焊的方式以减少环形件电子束焊接变形。文中对比了两种焊接方式下环形件的焊后变形情况，分段退焊与连续焊相比，环形件在各个方向上的位移变化均有所减小，其中环形件轴向变形的最大值从0.016mm减小到0.0134mm，下降了16.25%，而最小值由-0.11mm变为-0.08mm，数值上减小了27.27%；环形件的圆度由0.34%降低到0.25%，下降了26.47%，故对于圆度要求较高的环形件或其他侧壁有焊道的圆形精密仪器，在焊接时可采用分段退焊的方式进行焊接。