钛合金筒状结构在航空航天工业中应用广泛。为了预测钛合金筒件真空电子束焊接变形及优化控制变形工艺,本文对TC4钛合金筒件真空电子束焊接变形进行了数值模拟。建立了描述弹性反变形工艺的有限元边界条件,提出了基于熔合线形貌拟合的方法确定热源类型及参数;针对筒件焊接变形模拟结果,提出了同时施加反变形及刚性固定的控制变形工艺;将控制变形工艺转化为边界条件进行数值模拟,优化了反变形量等工艺参数,优化参数后模拟结果与实验结果基本一致。通过平板对接实验获得熔合线形貌,调节模拟热源类型及参数,使温度为熔点的等温线与熔合线重合,以此确定热源类型及参数;为了简化边界条件,将Stefan-Botzmann公式转化为牛顿冷却公式的形式,利用对流计算替代辐射计算,模拟结果显示二者是一致的;根据筒件Y,Z方向焊接变形模拟结果,分别建立了预置弹性反变形的线载荷边界条件及刚性固定边界条件,调整线载荷大小,获得不同弹性反变形量下筒件变形数值模拟结果,同时设计与边界条件匹配的夹具进行实验。利用拟合热源进行平板角变形数值模拟,模拟结果与实验结果基本一致;优化参数后,筒件变形模拟结果与筒件装夹条件下实验结果基本一致。控制变形条件下模拟结果表明,在焊缝上预置弹性反变形的大小与焊接变形相当,控制变形效果最好,而在焊缝以外区域,预置弹性变形要大于焊接变形;残余应力分析结果表明,筒件残余应力分布主要集中在焊缝处,最大残余应力出现在横向焊缝上,弹性预变形在焊缝上引起的应力很小,而且对焊后残余应力分布影响不大;无变形控制条件下,对不同焊接工艺的模拟结果表明,筒件焊接变形对焊接顺序及两道焊缝中间冷却不敏感,而对焊接速度非常敏感。