该文对脉冲TIG焊接过程中熔池液面的行为进行了系统模拟,寻找出了熔池上液面的特征与熔池背面熔透(或熔深)的对应规律;利用彩色图像示获取这些特征量,实现了熔深与熔透的实时传感,为最终实现熔深与熔透的闭环控制奠定了基础.为了准确、系统地研究熔池液面的行为,该文对脉冲TIG焊接过程中熔池的各种能量进行了分析,在针对性实验研究的基础上,建立了未熔透型熔池和熔透型熔池形状的数学模型,并对熔池液态金属各液面的约束条件进行了系统描述;根据有限元计算软件Surface Evolve的配置要求,针对未熔透和熔透两类熔池行为的描述,编制确定了作为模拟计算熔池各液面的三维形成基础Surface Evolver数据文件及相关原则.对两类熔池的研究结果表明:数值模拟结果与实际工艺实验结果相吻合.利用上述计算模型,系统地模拟出溶池正面特征量和熔深不同的未熔透型池上注面三维形态的变化规律;同时还模拟出熔池正面特征量、板厚和背面熔化不同的熔透型熔池上液面三维形态的变化规律.