异种金属焊接技术由于其经济性和灵活性目前在航空航天、军工、汽车制造等领域得到广泛应用。由于异种金属之间的如导热系数,热容,热膨胀系数以及熔点沸点等物理化学性能的差异,常常导致由于热输入不当造成许多焊接问题,如未焊透,焊接裂纹,脆性金属间化合物生成等等。本文以42CUOR焊接,不锈钢与镍异种金属焊接为例,基于作者开发的三维有限体积法传热传质程序,分别研究了同种金属材料焊接和异种金属材料焊接下发生的传热传质特性,利用量纲分析的方法分析了不同驱动力的关系并通过数值计算进行了详细讨论,研究了熔池驱动力及熔池在不同驱动力下的演化特性。本文的主要内容和研究成果如下:　　 1.建立了激光焊接下的传热传质模型,考虑了材料固液相变及金属液体流动对熔池传热传质的影响。所建立的模型考虑了激光扫描速度,熔池中的湍流效应,高功率密度激光作用材料蒸发的质量和能量损失,熔池非平衡凝固时固液界面溶质重分布等多种复杂的物理效应。　　 2.研究了在不同气体氛围下的42CrMo金属焊接,分析比较了实验获得的熔池大小和表面形貌。认为保护气中的活性元素是影响不同气体氛围下实验结果差异的主要因素并通过数值程序进行了分析。随着活性元素含量的升高,金属表面张力发生变化,其温度系数逐渐从负数变为正数。发生在熔池中的对流形式发生变化,由原来从熔池中心向熔池周围的流动转变为从熔池外围向熔池中心的流动。　　 3.针对激光进行不锈钢与镍异种焊接,通过进行有对流和无对流情况的对比,突出了熔池中对流对于异种金属焊接中传热传质的重要性。通过考虑熔池表面金属元素在压力梯度和浓度梯度下造成的蒸发效应,发现在异种焊接中各元素蒸发速率并不相同。探讨了异种金属焊接中的各熔池流动驱动力,对比了浓度效应造成的Marangoni应力(σC)和温度效应造成的Marangoni应力(σT),并对异种焊接下不同Marangoni对流下的传热传质特性作了探讨。