随着科技的发展,常规的材料已经远远不能满足人类在结构设计方面的要求,而泡沫铝的出现为人类打开了新思路。泡沫铝已经开始应用于航空航天、机械制造、生物医学和汽车制造等多个领域。由于直接制备尺寸较大的泡沫铝板比较困难,所以研究焊接泡沫铝的工艺就显得非常重要。本文选用钨极氩弧焊连接泡沫铝,使用ANSYS软件模拟泡沫铝钨极氩弧焊焊接过程,采用实验与模拟相结合的研究方法,为泡沫铝的广泛应用提供必要的焊接实验研究基础。钨极氩弧焊焊接无中间层的泡沫铝板,通过改变焊接电流的大小连接泡沫铝板得到多种焊接接头,焊接电流为:80 A、100 A、120 A和140 A。对焊接接头焊缝的宏观形貌、微观组织、元素分布和抗弯强度进行对比分析。结果表明:钨极氩弧焊焊接泡沫铝是可行的,焊接接头是由α-Al基体,Al Si共晶体及Ca Al2Si2化合物共同组成,形成了冶金结合,所有焊接接头的抗弯强度都高于泡沫铝母材,当焊接电流为140 A时,接头的抗弯强度最高,为14.1 MPa。模拟计算结果与实际实验结果相符,随着焊接电流的增大,焊缝宽度和深度增加,当焊接电流为120 A时,焊接接头的焊缝成型性最好。钨极氩弧焊焊接有中间层的泡沫铝板,以Al Si合金为中间层,通过改变焊接电流的大小连接泡沫铝板得到多种焊接接头,焊接电流为:80 A、100 A、120 A和140 A。对焊接接头焊缝的宏观形貌、微观组织、元素分布和抗弯强度进行对比分析。结果表明:中间层改善了泡沫铝的塌陷现象,提升了泡沫铝焊接接头的焊缝成型性。随着焊接电流的增大,焊缝区晶粒尺寸越大,分布在α-Al基体中的白色弥散颗粒逐渐消失,晶间的Al-Si共晶体越来越细小,晶粒边界越清晰。当焊接电流为140 A时,接头的抗弯强度最高,为14.9 MPa,是泡沫铝母材的2.3倍。与无中间层的泡沫铝焊接模型相比,在相同电流下,有中间层泡沫铝焊接模型的温度分布范围较窄,等温线较密集,模拟熔深和熔宽较小,热循环曲线的温度峰值较高,当焊接电流为140 A时,焊接接头的焊缝质量最好。