焊接过程数值模拟中需要的各种热、力学性能参数的选取,将对数值模拟结果产生重大影响.这些参数数据,尤其是高温数据,要么很缺乏,要么虽有测量值,因其是在稳定状态下获得的,对焊接过程将不再适用.本文采用多种反演法获得了TIG焊接过程LY2铝合金的性能参数,进而分析了LY2性能参数与温度以及温度变化速度之间的综合关系.根据传热学基本方程,推导了由温度场全场信息反演材料导热系数的逆法反演模型.利用红外热象法实测了TIG焊接温度场,代入到模型中计算了焊接过程LY2铝合金导热系数随温度变化关系.采用直接法反演了焊接过程的LY2铝合金的导热系数.为此,将导热系数与电弧热效率系数、有效热半径等数值的初值代入有限元模型中计算焊接温度场,利用热象法测量实际焊接过程的温度场的结果,通过计算温度场模拟与实验之间的误差,改变参数数值,直至模拟与实验之间误差最小,提取此时对应的参数数值,即获得反演得到的导热系数.利用激光电子散斑法,获得了包含焊接位移场信息的散斑原始图像.对图像进行了灰度变换和直方图均衡化处理,然后采用频域同态滤波的方法对图像进行降噪滤波处理,取得了比较好的处理效果.经过降噪、二值化、细化、平整、拟合、标定等一系列处理后,在程序中就可以自动生成相对焊接动态位移场.建立了位移场的有限元分析模型,使得在给定力学性能参数数值的情况下,该模型能够模拟出TIG焊接过程位移场的演化情况.通过比较位移场模拟与散斑测量结果,利用遗传算法,有效解决了搜索量过大,以及局部最小值的问题,由直接法反演得到了LY2力学性能参数随温度的变化情况.从力学关系和晶体学出发,分析了焊接过程材料性能参数滞后于稳定状态下数值的原因,对4个热、力学性能参数变化的理论分析与反演趋势吻合,证明了直接反演法的正确性.在此基础上,建立了一个针对材料热学和力学参数与温度及温度变化速度之间关系的线性模型,定义了变温过程材料性能抗拒温度变化的惯性大小的量——迟滞系数.将稳定状态下性能参数和考虑性能参数与温度及温度变化速度关系的模型,分别代入移动电弧焊焊接位移场的有限元分析计算,得出焊接位移场,通过与散斑法实测焊接位移场的比较,再次证明了采用本文中性能参数模型能够显著提高模拟精度.