焊接烟气是造成焊接从业者健康损伤和周围环境污染的最主要原因,越来越得到人们的重视。在焊接烟气净化除尘领域,水浴法净化是全新的技术,具有效率高、无耗材、低能耗等优点。在水浴净化过程中,焊接烟气和水形成气液两相流。本文对焊接烟气在水中形成的气液两相流进行瞬时体分分析,并以此指导设计了合理的烟气气泡破碎器,将含有烟尘颗粒的大气团逐层破碎,消耗了烟气动能,增加了烟尘颗粒与水接触面积和时间,加以喷淋装置,最大限度提高烟尘粒子被水捕获的效率。首先,对比了现有烟气净化方法应用于焊接烟气除尘的局限性,论证水浴法除尘的可行性,分析了水浴系统的工作原理和组成。其次,由单相流理论入手,将单相流流动情形下的控制方程推广到气液两相流的流动情形,确立了水浴净化过程流动特性,对有限元分析焊接烟气水浴净化提供基础。在ICEM中进行二维网格划分并导入FLUENT软件,采用VOF模型进行瞬时体分分析。仿真结果表明,采用双层气泡破碎和喷淋除尘过程的水浴净化设计可以显著提高气液分界面面积和接触时间;烟气入射速度越小,液池液面越高,气液分界面和接触时间越大。再次,研究了焊接烟气产生机理,分析了符合焊接烟气扩散的湍流模型,利用DPM模型对焊接烟气扩散进行仿真。根据水浴净化和烟气扩散仿真结论,设计了新型的水浴净化系统,并利用此实验装置进行了焊接比对试验,为气体保护焊和手工电弧焊焊接水浴净化系统提供了理论支持和实验验证。最后,采用烟气测量仪进行焊接烟气水浴净化效率研究。对比焊接烟气水浴净化过程中气泡破碎器和喷淋除尘装置的有无对焊接烟尘除尘效率的影响;采用单因素分析法,对不同烟气入射速度和液池液面高度的烟气除尘效率进行实验研究。结果表明,含有气泡破碎器和喷淋除尘装置的水浴净化系统除尘效率高且烟气入射速度越低、液池液面越高除尘效率也越高。