电弧焊制叶轮是工业生产叶轮的主要方式之一。焊接时电弧引热使得部分金属熔化，而后冷却凝固形成焊缝，以实现金属不同部件的连接。由于焊接热过程的高度非线性和被焊金属件的严重受热不均，使得焊接过程不可避免的带来焊接残余应力及应变。焊件残余应力和变形是评定叶轮焊接性能的重要依据，也是预测其使用寿命的重要依据，因此叶轮焊接残余应力及变形的研究有很重要的意义。焊接过程是个相当复杂的过程，它涉及多学科，其准确描述的实现是很困难的，而近年来数值模拟技术的不断发展使其实现成为可能。焊接残余应力及变形的产生主要是由焊件受热不均造成的。在焊接过程中始终贯穿着热效应，包括预热、焊缝区金属加热融化和冷却凝固、熔池流动、金属相变、热传导和热交换等，因此焊接温度场的研究有至关重要的意义。在进行焊接温度场研究时，主要的研究重点为有限元模型的准确建立、热源模型的建立及其移动加载的实现、热边界条件的处理、载荷步的确定等。本文基于大型有限元分析软件ANSYS，首先以叶轮中常见的T型接头为例，对每一项影响焊接温度场的关键因素分别做了研究，包括借助参数化设计语言APDL实现了双椭球热源的移动加载，并通过多次模拟实验，确定了合适的模型参数；在处理热边界条件时实现了对流辐射复合换热的动态加载，为焊接温度场模拟计算提供了一种有效而快速的算法；对叶轮中常见的双角焊缝进行了不同焊接顺序的分析研究，确定了以非同时非同向作为叶轮焊接模拟计算的基本焊接顺序；在完成上述工作后，讨论并验证了叶轮有限元模型简化创建的可行性及有效性，然后对三叶片叶轮模型进行了多焊缝的连续焊制的温度场模拟计算，并对结果进行了分析处理。完成了焊接温度场的模拟计算后，在所设计的焊接夹具作用下进行了温度场—结构场的间接耦合计算，得到了不同焊接时刻温度场对应的焊接结构场。然后分析了不同构件连接时的结构场分布规律。同时还验证了所设焊接夹具具有明显的矫形作用及实际焊接时加焊的必要性。