MIG焊作为镁合金重要的焊接工艺，是厚板镁合金连接技术中最常用的工艺，MIG焊集中系数很大的瞬时热功率，将使焊接过程和焊后产生相当大局部残余应力和残余变形，使镁合金焊接结构件的使用性能受严重影响。深冷处理技术作为一种新的热处理工艺已成功应用于部分黑色金属及有色金属的焊接接头强化实验研究中，但受其实验周期长、成本高、设备规模的影响而不适合大型结构件的实验研究。本文基于此，针对10mm厚AZ40M镁合金制定合理的MIG焊焊接工艺，运用有限元分析软件（ANSYS）对焊接及深冷处理过程的温度场进行了模拟分析，并以此为基础对深冷处理前后的应力和变形进行了模拟分析并对比研究。在计算分析过程中，采用热-结构耦合功能，用间接法，并考虑材料各物性参数随温度的非线性变化，对AZ40M镁合金焊接过程、焊后和深冷处理过程的温度场和应力应变场进行模拟计算分析。采用映射网格划分方式，焊缝及热影响区进行细化，宽度方向采用距焊缝中心线由近及远均匀过渡的划分方式。运用ANSYS的APDL语言实现“生死单元”技术和双椭球移动热源的加载。利用所建立的有限元模型，进行焊接过程及深冷处理前后的温度场分析，再把模型转化成结构单元进行相对应的应力应变场分析。计算结果表明：焊后横向最大压应力在焊缝两端，纵向最大压应力在距焊缝中心线30mm处，横向和纵向最大拉应力均在距焊缝中心线20mm处；深冷处理后，受焊接热源影响的焊缝及附近区域残余应力均增大，距焊缝较远的母材区产生了预压应力；深冷处理后，横向和纵向残余变形均减小。