在交通运输行业，采用薄板钢结构和轻量化合金材料来提高耗燃率以达到减重和节能的目的已成为一种必然的趋势。而熔化焊焊接技术作为一种高效的连接方式，已广泛应用与汽车、船舶等行业。然而，采用传统的焊接方式，如熔化极气体保护焊、手工电弧焊等，来焊接薄板结构时，由于薄板接头刚度较低，在局部热作用下通常会产生较大的焊接变形，这是生产中常见的问题。焊接变形不但影响结构尺寸的精准和外形美观，而且有可能降低结构的承载能力，也给装配过程带来障碍，后续的矫正工序也会增加生产成本及生产周期，有时也很难达到预期的效果。因此，如何控制和减小变形具有非常重要的现实意义。　　本文基于ABAQUS有限元分析软件建立了同时考虑材料非线性与几何非线性的热-弹-塑性有限元方法来模拟了低碳钢薄板的焊接温度场和变形。同时采用弧焊机器人进行焊接实验，并采用高精度的三坐标测量仪测量了焊接变形。所测得的试验结果充分验证了本文所开发的数值计算方法的有效性。通过实验与数值模拟相结合的方法，阐明了大变形理论和小变形理论对薄板接头焊接变形模拟过程中的差异，澄清了外部拘束及拘束位置对焊接变形的影响，定量地比较了激光焊和CO2气体保护焊低碳钢薄板接头的焊接变形及残余应力分布。最后，利用所开发的数值模拟方法预测了车门的焊接变形。　　研究结果表明：对于低碳钢薄板焊接接头，在焊接过程中会产生明显的几何非线性现象，必须采用大变形理论才能获得较高精度的焊接变形结果；外部拘束对控制薄板接头的面外变形有效果，在本研究范围内外部拘束位置对薄板接头面外变形的影响似乎不十分明显。本文比较了CO2气体保护焊和激光焊的焊接变形，结果表明激光焊可以显著降低薄板接头的焊接变形。本文对CMT冷金属过渡的焊接焊接过程进行了数值模拟，结果表明采用CMT焊接工艺相对与CO2焊接方法而言前者能更有效地保护镀锌钢板表面的镀锌层，同时，由于CMT焊接的热输入小，能有效地减小焊接变形。此外，本文还尝试了利用所开发的热-弹-塑性有限元方法模拟某公司的汽车车门焊接变形，取得的初步研究结果表明焊接数值模拟技术有助于分析和控制汽车制造过程中薄板结构的焊接变形，本文开发的数值模拟方法有潜在的工程应用价值。