等离子-熔化极惰性/活性气体保护(MIG/MAG)复合焊是把等离子焊接技术和MIG/MAG(熔化极惰性/活性气体保护焊)焊接技术这两种不同工艺的焊接方法有机复合而产生的一种新型焊接方法。由于等离子-MIG/MAG复合焊接电弧在焊接过程中,等离子弧和MIG/MAG电弧并不是彼此孤立的,它们拥有相互配合的电磁环境、导电空气并逐步建立起了耦合工艺。这样在进行复合电弧焊接时就会产生很多新的优点,如能量比较集中、有较强的填充金属能力、焊接过程非常稳定、晶粒小、无飞溅、气孔较少、接头质量变高、焊接效率增高等等。但以这种方式形成的复合焊接方法因为它的热源有着极其复杂的分布及耦合机制,若想要以实验的方法来分析它的特性在现在来讲是非常困难的。近年数值分析方法以强劲的势头迅速发展,给研究等离子-MIG/MAG复合电弧提供了一个新的机遇,作者采用FLUENT作为数值分析软件,应用流体动力学方程、磁流体动力学理论(CFD)和麦克斯韦方程组,建立了二维及三维等离子-MIG/MAG复合焊接电弧的数学模型,针对复合电弧和焊接熔池的温度场进行了模拟计算。首先,按照流体动力学所遵循的三大守恒方程(质量守恒、动量守恒、能量守恒)和麦克斯韦方程组,建立了二维等离子-MIG/MAG复合电弧的数学模型。然后再根据计算需要运用HyperMesh软件对其进行网格划分,复合电弧区域由于对温度变化十分敏感,所以在这样比较重要的区域进行网格细化,以便确保获得更好的计算精度。通过确定合适的边界条件和耦合控制方程组,选用SIMPLEC算法求解所构建的复合电弧模型,通过计算可以得到稳定的复合电弧温度场、流场等。通过改变等离子电流大小、MIG/MAG电流大小、两电极的间距、等离子气体流量来观察对复合电弧形态及温度场的影响。其次,建立了等离子-MIG/MAG复合电弧-熔池统一的三维数学模型,建立上述的模型可以免于对复合电弧与焊接熔池界面条件的假设,从而使复合电弧与焊接熔池行为的分析与工程实际更加贴切。当得到稳定的焊接熔池温度场,熔深、熔宽的尺寸大小与相同焊接工艺下试验得到的数据相比较,从而侧面验证复合电弧模拟结果的准确性。本文通过对等离子-MIG/MAG复合电弧和熔池进行计算分析,有益于更加深刻的理解等离子复合焊接过程中的物理实质,对合理选择复合焊接工艺参数,以及深入进行冶金分析提供了理论依据和指导作用。