《激光+GMAW復合焊工藝及數值模擬》(作者胥國祥、胡慶賢、王鳳江)綜合**外研究現狀，繫統闡述了激光+GMAw復合焊的基本原理和工藝基礎，詳細介紹了復合焊內部物理機制的試驗研究和數值模擬分析成果，論述了復合焊數值模擬的理論、物理模型、計算方法，從而為復合焊的過程控制、工藝優化及內部物理機制的進一步深入研究提供基礎數據和技術支持。

第1章 激光+GMAW復合熱源焊理論基礎／001
1．1 激光+電弧復合熱源焊簡介／001
1．1．1 激光+電弧復合熱源焊原理／001
1．1．2 激光+電弧復合熱源焊種類／002
1．2 激光焊接理論基礎／005
1．2．1 材料對光吸收的一般規律／005
1．2．2 金屬對激光的吸收／006
1．2．3 光致等離子行為／011
1．2．4 小孔效應／019
1．3 激光焊設備及工藝特點／021
1．3．1 激光焊設備／021
1．3．2 激光焊接模式／025
1．3．3 激光深熔焊工藝特點／027
1．4 激光+GMAW復合熱源焊設備及工藝特點／028
1．4．1 激光+GMAW復合熱源焊設備／028
1．4．2 激光+GMAW復合熱源焊工藝特點／029
1．4．3 激光+GMAW復合熱源焊工藝模式／031
第2章 激光+GMAW復合熱源焊工藝基礎／033
2．1 激光+GMAW復合熱源焊工藝參數／033
2．2 工藝參數對焊縫成形的影響／033
2．2．1 激光功率／034
2．2．2 光絲間距／035
2．2．3 離焦量／037
2．2．4 焊接電流(送絲速度)／039
2．2．5 電弧電壓／040
2．2．6 電源類型／041
2．2．7 焊接速度／041
2．2．8 激光與電弧的相對位置／042
2．2．9 激光束軸線與電弧焊*角度／043
2．2．10 保護氣體／044
2．2．11 坡口尺寸與形式／045
2．3 激光與電弧之間的相互作用／047
2．3．1 激光對電弧的吸引和壓縮／047
2．3．2 電弧對激光的吸收和散焦／051
2．4 激光+GMAW復合熱源焊熔滴過渡／051
2．5 激光+GMAW復合熱源焊小孔形態／054
2．6 激光+GMAW復合熱源焊熔池內流體流動／055
2．7 激光+GMAw復合熱源焊的應用／057
2．7．1 應用趨勢／057
2．7．2 應用示例／060
第3章 焊接數值模擬技術／069
3．1 概述／069
3．2 數值模擬方法／070
3．2．1 有限元法／070
3．2．2 有限差分法／070
3．2．3 邊界元法／07l
3．2．4 數值解的誤差控制和收斂性／072
3．3 焊接熱過程的數值模擬／073
3．3．1 焊接熱傳導／074
3．3．2 焊接熔池中傳熱和流體流動／075
3．3．3 自由表面追蹤技術／085
3．3．4 計算方法／086
3．3．5 GMAw焊熱過程計算關鍵問題／088
3．4 熔滴過渡的數值模擬／089
3．4．1 靜力平衡理論(SFBT)／089
3．4．2 電磁收縮不穩定理論(PIT)／093
3．4．3 “質量一彈簧”理論／094
3．4．4 流體動力學理論／096
3．5 GMAW焊電弧的數值模擬／098
3．5．1 假設條件與控制方程／098
3．5．2 計算過程中的關鍵問題／100
3．5．3 邊界條件／102
3．5．4 計算方法／103
3．6 焊接應力與變形的數值模擬／104
3．6．1 熱彈塑性有限元法／105
3．6．2 固有應變有限元方法／109
3．6．3 考慮蠕變的黏彈塑性變形有限元法／110
3．7 商用軟件簡介／111
3．7．1 ABAQUS／1ll
3．7．2 ANSYS／112
3．7．3 MSC．MARC／112
3．7．4 SYSWELD／113
3．7．5 PHOENICS／113
3．7．6 FLUENT／114
3．7．7 FLOW一3D／114
第4章 激光+GMAW復合焊熱源模型／116
4．1 概述／116
4．2 激光深熔焊熱源模型／116
4．2．1 熱源模型的分類／117
4．2．2 移動點一線熱源／118
4．2．3 體積熱源模型／118
4．2．4 小孔模型／13l
4．3 小孔模型介紹／133
4．3．1 小孔形狀計算模型／133
4．3．2 小孔形狀計算模型與體積熱源模型的結合／142
4．3．3 小孔動態行為綜合數學模型／144
4．4 GMAW焊電弧熱流分布模型／15l
4．4．1 常用模型／151
4．4．2 基於熔池表面變形的電弧熱流分布模型／152
4．5 熔滴熱源模型／156
4．5．1 熔滴熱焓量／157
4．5．2 熔滴熱源模型／157
4．6 激光+GMAW復合焊熱源模型／161
4．6．1 復合焊熱源模型簡介／161
4．6．2 關鍵問題的處理／16l
4．6．3 組合式體積熱源模型／163
4．6．4 組合式小孔熱源模型／165
第5章 激光+GMAW復合焊溫度場的數值分析／167
5．1 概述／167
5．2 激光+GMAW-P復合焊準穩態溫度場數值分析／167
5．2．1 控制方程及邊界條件／167
5．2．2 復合焊熱源模型／168
5．2．3 熔池自由表面變形與焊縫餘高／170
5．2．4 計算過程／170
5．2．5 試驗條件／17l
5．2．6 焊縫形狀尺寸的模型驗證及分析／173
5．2．7 電弧功率對復合焊溫度場的影響／177
5．2．8 電弧功率對復合焊熱循環特征的影響／181
5．2．9光絲間距對復合焊溫度場的影響／184
5．3 T型接頭鋁合金復合焊溫度場有限元分析／187
5．3．1 瞬態熱傳導方程及邊界條件／187
5．3．2 T型接頭復合焊熱源模型／188
5．3．3 試驗條件／190
5．3．4 網格劃分及餘高處理／190
5．3．5 焊縫形狀尺寸的模型驗證及分析／192
5．3．6 T型接頭鋁合金復合焊溫度場特征／195
5．3．7 T型接頭鋁合金復合焊熱循環特征／197
5．3．8 不同工藝參數對熱循環峰值溫度的影響／198
第6章 激光+GMAW復合焊電弧與熔池流場的數值分析／20l
6．1 概述／201
6．2 復合焊等離子體數值分析／20l
6．2．1 數學模型／201
6．2．2 復合焊等離子體對激光能量的吸收／206
6．2．3 CO2激光+TIG復合焊等離子體溫度場／207
6．2．4 Nd：YAG激光+TiG復合焊等離子體數值分析／208
6．2．5 模型特點／211
6．3 復合焊熔滴過渡數值分析／21l
6．3．1 數學模型／211
6．3．2 計算過程與熔滴過渡形態表征／217
6．3．3 激光功率與焊接電流對熔滴過渡的影響／218
6．3．4 保護氣體流量對熔滴過渡的影響／220
6．3．5 模型適用性／22l
6．4 熔池流場數值分析／221
6．4．1 數值分析模型／22l
6．4．2 計算步驟／225
6．4．3 熔池內流體流動／226
6．4．4 合金元素在熔池中的分布／230
6．4．5 激光對焊接駝峰的抑制／234
6．4．6 模型適應性／239
第7章 激光+GMAW復合焊應力場的有限元分析／240
7．1 概述／240
7．2 應力場數值計算模型／240
7．2．1 熱彈塑性有限元法／240
7．2．2 計算過程／241
7．3 復合焊與GMAW焊殘餘應力場比較／242
7．3．1 試驗條件／242
7．3．2 有限元模型／243
7．3．3 殘餘應力與變形分析，／244
7．4 復合焊與埋弧焊殘餘應力比較／249
7．4．1 試驗條件與熱源模型／249
7．4．2 應力分析／250
7．5 開坡口對接復合焊應力場／251
7．5．1 試驗條件／251
7．5．2 有限元模型／252
7．5．3 殘餘應力分析／253
7．6 T型接頭鋁合金復合焊殘餘應力與變形／256
7．6．1 試驗條件及有限元模型／256
7．6．2 殘餘應力與變形的數值計算／257
7．7 角接頭鋁合金復合焊殘餘變形／261
7．7．1 試驗條件及有限元模型／261
7．7．2 不同約束條件下的殘餘變形／262
7．8 異種金屬激光+TIG復合焊殘餘應力／265
7．8．1 試驗條件及有限元模型／265
7．8．2 異種金屬復合焊應力與變形／265
參考文獻／268