常规的熔化极气体保护焊（CO₂焊/MIG焊），焊接电流既是熔化焊丝的热源，又是影响熔滴过渡的力源，致使小电流下熔滴只能以短路过渡或者大颗粒过渡。如果加热焊丝的电流与促进熔滴过渡的力分开，将可以实现小电流下，一定尺寸范围内的熔滴自由可控过渡。因此，提出小功率脉冲激光与电流负脉冲协同作用下的小电流CO₂焊/MIG焊熔滴自由可控过渡的构想。作为此项研究的前期部分，需要掌握小电流下熔滴的受力状态、自由过渡临界尺寸、焊接电流对熔滴过渡的影响等。作为研究小电流CO₂焊熔滴过渡的基础，本文首先利用有限元分析软件Surface Evolver，基于能量最小原理对MIG焊自由过渡熔滴的形态进行数值模拟。建立了MIG焊的三维数值模型，完成了对其力学模型和能量模型的描述，分析了焊接电流、熔滴体积及表面张力等参数对熔滴过渡的影响。在此基础上，主要利用数值模拟研究了小电流CO₂焊的熔滴自由过渡行为，研究了焊接电流产生的斑点电磁阻力对熔滴自由过渡临界尺寸的影响。结果表明，CO₂焊斑点阻力显著阻碍了熔滴过渡，而利用电流负脉冲可以使熔滴由被托起状态转变为下垂状态，有利于下一步完成过渡。为说明激光击打熔滴可以产生附加外力作用，本文建立了激光附加外力的物理实验模型并进行了激光附加外力的初步探索实验。实验结果表明，激光的添加使熔滴表面产生局部沸腾，产生蒸发反力，促进了熔滴过渡。最后，本文利用数值模拟对附加外力下熔滴的过渡行为进行了研究。附加外力可促进熔滴过渡，附加外力越大，完成过渡的熔滴尺寸越小，并且在较小的附加外力下，熔滴的临界尺寸变化较大；随着附加外力的增加，熔滴尺寸的变化率降低。利用数值模拟，结合电流负脉冲对小电流CO₂焊熔滴过渡影响模拟研究，在焊接电流降低后，斑点电磁阻力显著减小甚至消除，熔滴成下垂状态后，CO₂焊熔滴的受力状态转变为与MIG焊受力状态相似，此时附加外力便可以得到与MIG焊相同的效果，从而促进熔滴过渡，降低完成滴状过渡的临界熔滴尺寸。