激光焊接技术作为一种先进的材料加工工艺,以其高能量密度、深穿透、高精度、适应性强等优点在制造工业领域得到越来越广泛的应用。激光焊接过程中包含了一系列复杂的物理、化学反应现象,其本质是存在着小孔效应和等离子体效应。而数值模拟方法是当今材料加工领域的一个重要的研究手段。本文将激光焊接与数值模拟相结合,运用有限元分析软件ANSYS对激光焊接温度场进行计算模拟,从宏观传热过程出发,通过建立合适的热源分布模型以便反映小孔的影响,不涉及小孔的形成,将小孔热和力的影响体现在恰当的体积热源分布模式上。通过建立三维瞬态模型来模拟激光焊接过程,得到相应的温度场分布及焊缝成形尺寸,以期能正确反映实际焊接过程。通过制定试验计划,针对三种不同厚度的平板进行激光焊接实验,观察研究激光功率和焊接速度这两个因素对焊缝成形的影响,统计焊缝形貌,探讨焊缝成形规律。同时选用圆锥体热源模型进行热源参数敏感性讨论,得到参数变化对温度场模拟结果的影响。随后根据激光焊接实验结果,利用正交试验原理,找出了适用上述三种板厚条件下的圆锥体热源模型参数组合。计算结果表明所用圆锥体热源模型能较好符合实验结果,有效反映实际激光焊接过程。提出熔化单位体积材料所需能量的概念。在全熔透焊接条件下,测量实验所得焊缝截面积的大小,得出熔化单位体积材料所需能量大致相等的结论。从而对于确定的焊接功率和速度,在已知焊缝正面熔宽的前提下,则可以大致估计其背面熔宽。进一步在已知焊缝正面熔宽、背面熔宽的情况下,结合数值模拟,用反演方法求出了所用热源模型的参数值。从而给出了在一定焊接工艺条件下确定激光焊圆锥体热源模型参数的方法,并方便进行激光焊温度场模拟和预测。