随着焊接结构、材料、使用条件等多样性需求的提升,针对焊接质量的要求越来越高。鉴于焊接质量的影响因素众多、试验方法复杂,焊接模拟成为相关研究的有效手段。焊接热源模型是影响模拟结果准确性的关键因素。目前,熔化焊模拟中应用最广泛的是Goldak双椭球热源模型,但由于其热流密度分布参数为定值,在某些焊接过程中的应用效果不甚理想。针对该问题,本文设计了具有多种典型熔池形状的多道焊实验,采用数值模拟方法研究了模型参数对温度场模拟结果的影响规律,通过试验与数值模拟结果的对比,探索如何获取模拟效果更好的模型参数。主要工作和结论如下:(1)基于经典的Goldak双椭球热源模型,对焊接过程进行了温度场数值模拟,并同试验结果进行对比,发现该模型仅能较好地模拟椭圆度相对适中的熔池形状。基于模拟效果较好的第二道焊模拟参数,对双椭球热源模型(DEHSM)一般式进行研究,将模型参数归为三类:形状参数(a、b、c_f、c_r)、热输入参数(η、f_f、f_r)、热流密度分布参数(σ),分别总结模型中各个参数对温度场模拟结果的影响规律。结果显示,三类参数均对温度场模拟结果有较大影响,其中,形状参数取实际熔池尺寸模拟效果最好,对于不同熔池形状可适当调整焊接热效率及热流密度分布参数的取值来进行优化,使结果更接近实际情况。(2)重点研究了焊接热效率和热流密度分布参数对数值模拟的影响。结果表明,焊接热效率通过改变热输入来改变模拟结果;焊接热流分布参数则主要改变了能量的集中程度。考虑这两个参数取值对焊缝峰值温度、熔宽、熔深、热影响区宽度的影响规律,建立了适用于本文试验条件的经验公式,为DEHSM一般式的推广奠定基础。(3)基于上述研究,将DEHSM一般式应用到整个多道焊的温度场模拟中。对比基于经典Glodak双椭球热源模型的模拟结果,发现优化后的模型可以有效地模拟多种典型的熔池形状,获得良好的吻合度。并有可能模拟所谓“碗状”或者“钉头状”的熔池,为激光焊、电子束焊等提供了新的模拟方向。