焊接过程中产生的烟尘经分析证实是细微粒子与氛围气体形成的一种气溶胶物质,其主要源于电弧高温作用下产生的蒸气物质,而且主要来源于焊接材料的蒸发.焊态下,焊接气溶胶粒子的粒径分布主要集中在0.01~10μm之间,且小于0.9μm的粒子约占总粒子数的99.4％.处于0.5~5μm粒径区间的粒子可以沉积在人的呼吸系统内,对焊接操作人员造成严重的健康危害.论文通过分析焊接气溶胶及其发生源的性质,数值化表示了焊接气溶胶发生源的物理模型,引入计算流体力学中湍流扩散理论,选用不可压缩流体的Navier-Stokes方程及κ-ε两方程模式建立了焊接过程中气溶胶扩散场的数学模型.并利用SIMPLE方法编制计算程序求解模型方程组,用数值模拟的方式研究了焊接近源区和实际生产车间两种不同空间范围内的气溶胶浓度随时间、空间的分布规律.研究结果表明:在近源区小范围空间内,距离发生源30~40cm高度的焊接作业呼吸带位置,焊接气溶胶浓度值随时间增加,并能在约100秒的较短时间内趋于一个较稳定的值.同时,扩散120秒后,在低于80cm的焊接作业区间内,焊接气溶胶浓度值都超出了国家规定的容许浓度值10mg/m<3>.发尘量是导致不同焊接方法气溶胶扩散浓度分布差异的主要因素.不同焊接方法比较,在相同时刻的相同位置处,发尘量较大的焊接方法有较大的浓度值.在车间大范围空间,当空间内存在多个发生源时,发生源之间的叠加作用使得气溶胶浓度等值线向源密集的方向倾斜;门窗的通风使得空间内气溶胶浓度等值线向风场的方向扩张.最后,文章还讨论了利用湍流扩散理论模拟研究焊接气溶胶扩散浓度场规律的进一步发展方向.