在超薄板微束等离子弧焊接过程中,由于板件超薄,只有0.1mm,焊接过程难以控制,热输入偏大,则超薄板直接被焊穿,而热输入偏小,超薄板则不能被熔化。采用实验的方法需要花费大量的金钱时间人力。随着科学技术的发展,使用计算机软件对焊接熔池进行数值分析得到了广泛的普及。本文将通过利用ANSYS FLUENT软件对超薄板微束等离子弧的焊接过程进行数值分析。根据微束等离子弧超薄板焊接的工艺特点,结合流体力学和传热学原理,建立了超薄板焊接熔池的瞬态数值分析模型。电弧热源模型采用高斯热源分布模型,综合考虑了表面张力、电磁力、浮力以及电弧压力等因素,添加了超薄板固态金属的热传导、熔池内部液态金属质点的热传递、熔池与外部环境的对流辐射等条件的影响,利用焓孔隙度法处理熔池中的熔化/凝固问题。对ANSYS FLUENT软件进行二次开发,通过编写用户自定义函数(UDF)将求解方程导入到程序中,然后采用有限体积法对控制方程组进行离散,SIMPLE算法进行求解,从而实现了超薄板微束等离子弧焊接过程的数值分析。由于超薄板受热熔化形成熔池的时间特别短,本文首先建立了非移动微束等离子弧超薄板焊接的瞬态模型,设置较小的时间步长,观察超薄板受热后温度的传递,熔池的形成以及长大,熔池长大过程中力所起的作用,分别分析了表面张力、电磁力、浮力以及电弧压力在熔池长大阶段的推动作用。其次,分析了移动微束等离子弧超薄板的熔池动态过程,通过设定合理的焊接时间,可以看到焊接过程中,焊接温度场是随着电弧的移动而不断变化的。随着电弧的移动,热影响区不断变大,而焊接中心区基本保持不变即焊接熔池处于准稳态,然后分析各作用力及合力在熔池非稳态以及稳态时刻下,对熔池中液态质点的推动作用。最后对脉冲微束等离子弧超薄板焊接进行计算,得到了脉冲电流作用下的熔池温度场、流场。然后对脉冲参数,主要为占空比、基脉比以及脉冲频率,进行改变,得到了不同脉冲参数下熔池温度场、流场的变化,推断出在这些参数下作用下焊缝的最终形态。采用不锈钢超薄板进行了一定量的微束等离子弧焊接工艺试验。利用图像采集系统采集了焊接过程中熔池的形状与尺寸,焊后通过制作焊缝成形的照片,获得了焊缝轮廓形状和尺寸,将实验值与计算值进行对比分析。