TIG-MIG复合焊结合TIG焊和MIG焊两种焊接方法的优点,使其即使在纯氩气的保护下,也可获得变形小、质量高的焊接接头,符合现代制造业对焊接质量和效率的要求。复合焊过程中,TIG、MIG两电弧间存在强烈的交互作用,该作用对复合焊电弧行为、熔滴过渡、熔池热-力学平衡等具有重要影响。但是目前对于TIG-MIG复合焊电弧-熔滴的研究仍主要基于实验结果,即通过借助高速摄像和光谱分析定性或半定量的探究复合电弧-熔滴的热-力规律,而对于电弧-熔滴间耦合机制的研究较少。因此,本文采用模拟计算和工艺实验相结合的方法,研究TIG-MIG复合焊电弧-熔滴的热-力特性以及二者间的相互耦合作用,对比分析与单MIG焊电弧-熔滴行为的区别,揭示TIG-MIG复合焊电弧-熔滴的物理特性,指导优化焊接工艺,实现高效优质焊接,具有重要的科研意义和实用价值。本文基于TIG-MIG复合焊工艺实验平台,采用高速摄像机和激光背景光源获得电弧形态和熔滴过渡形态,为模拟计算提供验证数据。基于传热学、流体动力学、电磁学等理论基础建立了 TIG-MIG复合电弧-熔滴三维耦合瞬态模型,分析电弧空间的温度场、流场、电磁力、压力和电流密度等参数,初步揭示引入TIG焊后对MIG电弧的作用机理,同时改变TIG电流和丝极间距,定量分析TIG电弧(DCEN)对MIG电弧(DCEP)、熔滴动态行为的影响规律。结果表明:引入TIG焊后,两电弧间产生排斥力,推动复合电弧发生偏转,TIG电弧向前偏转预热工件,MIG电弧向后偏转扩大熔池受热范围。TIG电流增大(80A、100A、120A),复合电弧的耦合作用增强,MIG电弧、熔滴的偏转角度逐渐增加,TIG电弧的偏转角度逐渐减小,熔滴过渡周期先增大后减小;焊丝末端熔滴内液态金属流动速度逐渐增加,进入工件的熔滴内流速先增加后减小。丝极间距增加(5mm、7mm、9mm),MIG电弧-熔滴偏转角度先增大后减小,TIG电弧的偏转角度逐渐减小,熔滴过渡周期随丝极间距增加先减小后增大,焊丝末端熔滴内液态金属流动速度先减小后增加,进入工件的熔滴内流速先减小后增大。模拟计算的MIG电弧、熔滴偏转角度以及熔滴过渡频率与实验结果相对比,吻合情况良好。