焊缝微观组织对焊接接头的性能具有重要的影响,由于利用传统实验方法研究接头微观组织费时费力,因而学者们转向对微观组织的模拟的研究。焊接熔池凝固组织的模拟主要采用元胞自动机法。文中采用局部截取法得到模拟区域,并根据熔池类型和熔池边界曲率变化确定熔池不同位置模拟区域的选择;而且对不同插值法求取模拟区域的微观温度场进行了探讨。本文基于焊接熔池凝固的物理背景,建立二维元胞自动机模型,对熔合线附近微小区域柱状晶的生长进行模拟。研究柱状晶生长时浓度的分布情况,母材晶粒密度、冷却速率对柱状晶生长的影响,以及不同温度梯度、温度梯度非均匀变化且变化率很大对柱状晶生长的影响。模拟结果显示:平行于生长方向,固相的溶质浓度随距离形核位置的增大而增大;垂直于生长方向,柱状晶间处溶质浓度偏高;随着冷却速率的增大,晶粒的平均生长速度增大;随着形核密度的增加,生成柱状晶半径尺寸变小,认为可以推测出,在整个熔池随着熔池边界半熔合母材晶粒数增加,熔池内柱状晶半径越小。