胥国祥，钱红伟，朱 杰，胡庆贤，CHO Jungho, SUN Jinbake

(1.江苏科技大学 江苏省先进焊接技术重点实验室，镇江 212100) (2.韩国忠北国立大学 机械工程学院，青州 28644)

熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)过程涉及多物理场耦合，内部物理机制非常复杂.而熔池动态行为与焊缝成形、接头组织性能密切相关，继而最终影响焊接质量[1]，因此，全面、深入、准确地了解GMAW传热、传质等物理现象，有助于优化工艺参数、提高焊接过程的稳定性及智能化.受制于试验方法的限制，熔池内部物理过程难于检测.而随着计算机技术、数值计算技术及商用软件的发展，数值模拟已成为研究焊接物理过程及预测焊缝成形和焊接质量的强有力手段，不仅弥补了试验手段的不足，也能够大幅降低焊接工艺优化及制定的人力、财力和物力成本，从而引起人们越来越多的重视[1].

针对GMAW焊，研究者已进行了大量的数值模拟研究，包括温度场[1]、熔池流体流动[2-3]、溶滴过渡[4]、电弧[5]等方面.文献[6]基于贴体坐标建立了GMAW焊准稳态熔池动态三维数值分析模型；该模型利用熔池液体金属体积的变化表征填充金属对焊缝余高的影响，采用固定的熔滴冲击力模型描述熔滴对熔池动态行为的作用；该模型可以模拟计算准稳态条件下熔池流体流动，无法全面地模拟熔池瞬态波动行为.文献[7]利用流体体积法(volume of fluid method，VOF)法追踪熔池自由界面，通过质量源项描述熔滴过渡过程，建立了电弧-熔滴-熔池三者耦合的三维模型；该模型计算成本相对较高，且难于对飞溅等缺陷进行模拟计算.文献[8-9]通过FLUENT软件建立了GMAW焊熔池流体流态的瞬态模型；……