熔池的流动形态是电子束焊接焊缝质量控制的关键,而表征焊缝成形质量的特征区域的选取以及计算较为繁琐。本文采用流体力学软件FLUENT建立了电子束匙孔反冲金属蒸气和熔池模型,在一定范围内,模拟了匙孔处金属蒸气和熔池流场的流场分布。根据熔深模拟匙孔上方特征区域,可以预测焊接质量,指导工艺;并且通过模拟匙孔处的金属蒸气和熔池流场分布,对进一步研究电子束深熔焊机理和控制焊接质量有着重要的意义。建立匙孔直径0.5mm且熔深分别为5mm、8mm、10mm、13mm和15mm的模型进行进一步模拟,温度云图具有相似的分布,温度场以匙孔中心为对称分布,匙孔中心温度较高。但不同的熔深获得不同的匙孔形貌。定义出口处金属蒸气的截面宽为蒸气宽,用来对焊缝成形进行表征。建立带有真空室的三维反冲金属蒸气模型。显示了在不同熔深条件下的特征区域近似于圆形,蒸气宽随着熔深的增加呈增大的趋势。这种规律进一步研究可作为铝合金电子束工艺指导。进一步探求匙孔对焊缝成形的影响,建立了电子束焊接熔池三维流动场模型。模拟结果显示在匙孔的搅动下,熔池流场具有明显的分区分层。熔池流场在水平方向和厚度方向上有明显的不同。水平方向的熔池流动流场呈“V”形延后分布,熔液随匙孔的移动沿焊接方向流动,近匙孔区速度较大;远离匙孔区受匙孔的带动影响较小,因而速度较小。厚度方向的流场呈明显的分层:熔池表层和底部流场呈明显的层流分布,熔池中部流动较为复杂紊乱。初步分析和研究了熔池流场形成机理,揭示了匙孔效应与焊缝成形之间的关系。