与传统工程材料相比，镁合金具有轻质高强、易于回收等特点，具有广阔的应用前景。而随着镁合金越来越广泛的应用，对其焊接质量的要求也越来越高。但是焊接残余应力的存在让镁合金的焊接质量无法得到满足。这样，对焊接残余应力的研究就显得非常必要。深冷处理作为一种冷处理的延伸工艺，能够在一定程度上提高工件的使用寿命，并能增加材料组织的均匀性。在此基础之上，本文研究了深冷处理对焊接残余应力和变形产生的影响。本文首先在一定的焊接参数下对7mm厚的AZ31镁合金板材进行了TIG焊接工艺试验，之后用液体法将镁合金对接焊板进行深冷处理，然后对焊板试样取点进行焊接残余应力测试，并与深冷处理之前的焊接残余应力进行对比。同时，利用有限元软件ANSYS，选取了合适的热源模型，建立了AZ3l镁合金TIG焊对接接头数值模拟的三维有限元模型。分别对7mm厚的AZ3l镁合金板材TIG焊接的温度场和残余应力场以及深冷处理的温度场和残余应力场进行模拟计算，并与实验测量的数据相结合，从而得到深冷处理对焊接残余应力的影响。通过深冷处理前后焊件表面所选节点处残余应力的对比分析，焊板各处的纵向、横向残余应力大小均有不同程度的降低，整体上来说降低幅度可达20%左右。同时，对残余应力的分布情况影响不大。