激光电弧复合焊能够有效的综合激光与电弧的优势,具有能量密度高、热输入小、熔化效率高、焊接速度快等特点。然而,在非熔透激光电弧复合多层焊接时,焊缝内部常存在着气孔缺陷。因此,利用流体软件FLUENT对激光电弧复合焊进行流场模拟,分析气孔的形成过程和原因,对于指导焊接工艺的制定具有重要的意义。综合考虑实际复合焊接过程中的环境因素、工艺参数、热源与金属基体的作用机理等因素,分别建立了纯激光焊接数值模型和激光电弧复合焊数值模型。模型综合考虑了金属基体对Nd:YAG的激光吸收机制,其中包括菲涅耳吸收和激光能量散射吸收。基于有效利用VOF方法追踪自由表面,综合考虑表面张力、反冲压力、洛伦兹力等的作用,采用UDF二次开发编写光线追踪热源、自由表面梯度、各组分物性参数等程序并加载,在通用CFD软件平台上模拟运行激光电弧复合焊接过程中的传质和传热的动态过程。经过与实验所得的焊缝形貌和内部气孔对比,表明构建数学模型能够反映激光焊接或激光复合焊接熔池流动、匙孔的变化过程及气泡在熔池中的运动情况。综合模拟和试验的结果表明,反冲压力是匙孔形成的最主要驱动力;通过计算,能够得出金属基体对Nd:YAG激光的吸收效果,主要为初始入射光束及其多重反射光束的菲涅尔吸收及匙孔上方金属等离子体的散射,逆韧致吸收的效果可以忽略;焊接过程中匙孔的界面总是在变化的重力、表面张力、反冲压力等作用下持续波动;当激光功率大时,由于熔深大,形成的气泡不能及时逸出,减小激光功率,增加电弧功率,能够减少熔深及减慢熔池冷却速度,可以有效的消除气孔缺陷。