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FLOW-3D WELD為雷射焊接加工提供了完整的模擬功能，以實現加工參數最佳化。有了更好的製程控制，就有可能將孔隙率、熱影響區域降到最低，並控制微觀結構的演變。為了準確模擬雷射焊接過程，FLOW-3D WELD實現了所有相關的物理學，如雷射熱源、雷射與材 料的相互作用、流體流動、熱傳導、表面張力、凝固、多重雷射反射和相變化。
點焊和縫焊
FLOW-3D WELD使研究人員和製造商能夠最佳化加工參數，如雷射功率、脈衝持續時間和脈衝重複 率，以確保良好的焊接點品質，大幅減少對焊接方案進行昂貴的物理測試的需要。 FLOW-3D WELD使研究人員和製造商有能力分析發生在微觀尺度上的機制，這確保了焊縫的穩定性。在FLOW-3D WELD中開發的模型考慮了所有的物理因素，包括雷射與材料的相互作用、表面張力、壓力效應（包括反沖壓力）、保護氣體效應以及與溫度有關的材料特性。
擺盪焊接
FLOW-3D WELD能夠對振盪焊接技術進行高精度的分析，提供對最佳焊接方案的模擬並確保穩定的熔池動態。 FLOW-3D WELD包含了相關的物理參數，以了解雷射振盪焊接的微觀動態，包括雷射功率、熱通量分佈和掃描模式，以及反沖壓力、保護氣體效應和雷射反射等。
鍍鋅鋼遠程雷射螺旋焊接中飛濺發生的調查
來自通用汽車公司和上海交通大學的研究人員合作，以瞭解雷射焊接鍍鋅鋼板時，擺盪焊接製程對飛濺産生的影響。下面的動畫顯示了實際熔池進展的高速成像與FLOW-3D WELD中相應模擬的對比。由於其低沸點特性，鋅金屬會迅速蒸發並夾雜在熔池中，導致熔湯飛濺。利用FLOW-3D WELD，研究人員設計了一個基於擺盪的雷射焊接方案，盡可能的减少了飛濺的形成並且讓熔池動態穩定。
參考文獻：Shengjie Deng、Hui-Ping Wang、Fenggui Lu、Joshua Solomon 和 Blair E. Carlson，鍍鋅鋼遠程雷射螺旋焊接飛濺發生的調查，國際傳熱與傳質雜誌，Vol. 140，第 269-280 頁，2019.doi.org/10.1016/j。ijheatmasstransfer.2019.06.009
異種金屬的焊接
FLOW-3D WELD通過考慮雷射功率、熱通量分佈、脈衝持續時間和掃描路徑，準確地模擬異種金屬的雷射焊接。它還可以為被焊接的兩種材料分配與溫度有關的材料屬性，這個重要的功能可以跟蹤兩種材料在熔池中的演變和混合。 FLOW-3D WELD模擬對加工參數的變化如何影響金屬間化合物層的厚度並幫助減少孔隙和裂紋的傳播提供了寶貴的見解。
雷射硬焊
FLOW-3D WELD允許研究人員和工程師模擬雷射硬焊過程，同時考慮到被連接元件的幾何尺寸、與溫度有關的合金材料特性以及加工參數，如保護氣體流量、雷射條件和送絲速率。
雷射光束傾斜角對鍍鋅鋼雷射硬焊品質的影響
通用汽車全球研發部和南衛理公會大學的研究人員使用FLOW-3D WELD來瞭解加工參數和雷射光束傾斜度如何影響鍍鋅鋼板雷射硬焊的接縫品質。由於鋅的沸點較低，早期的汽化會造成飛濺和其他缺陷。通過模擬，研究人員預測了鋅的蒸發現象和熔化前緣的位置，隨後通過控制光束的傾斜角度，减少了鋅蒸汽在熔池中的夾雜。這提供了一個穩定的 焊接過程以及良好的硬焊品質。
參考文獻：Masoud Mohammadpour、Baixuan Yang、Hui-Ping Wang、John Forrest、Michael Poss、Blair Carlson、Radovan Kovacevica，雷射束傾斜角對鍍鋅鋼激光釬焊品質的影響，光學和雷射技術，129；106303, 2020.doi.org/10.1016/j.optlastec。2020.106303
雷射熔覆
FLOW-3D WELD通過定義顆粒進給率和材料屬性（包括顆粒密度和尺寸）來複製雷射熔覆過程的物理學。通過模擬雷射物理量以及傳熱、凝固、表面張力、壓力效應（包括反沖壓力）和保護氣體效應，研究人員可以準確地分析加工參數對所產生零件的強度和均勻性的影響。
雷射焊接
雷射焊接被廣泛應用於電子和半導體行業，作為一種非接觸的、高精度的焊接溫度敏感元件的方式，最大限度地減少熱量輸入並避免對附近元件的損害。這個過程使用二極管雷射器將熱量施加到一個受控的區域，在這個區域中，焊 絲可以被送入，以連接小型元件。 FLOW-3D WELD通過考慮雷射物理量、隨溫度變化的材料特性、熱傳導、相變和表面張力效應，在微觀尺度上對這種機制進行分析。
雷射光束外型
在不同的雷射焊接過程中，修改雷射光束外型可以幫助熔池動態的穩定性。在FLOW-3D WELD中，可以模擬各種光束外型，如低-高-低設定、高斯分佈、環形、甜甜圈或任何任意形狀和分布的雷射熱流。FLOW-3D WELD幫助研究人員瞭解雷射束形狀在雷射焊接過程中對熔池動力學、鎖孔 (Keyhole)穩定性、飛濺物和孔隙形成的作用，從而有可能根據合金材料的特性和所需的焊接尺寸，定制特定的熱通量曲綫或雷射光束形狀。
脈衝與連續焊接
脈衝雷射與連續雷射可用於不同的應用，其對熔池動態有重大影響。脈衝雷射在對溫度敏感的部件和異種金屬進行焊接時非常有用，而連續雷射器進行傳導或鎖孔模式的焊接時非常有用，而且通常是在高速下操作。FLOW-3D WELD可以模擬脈衝雷射和連續雷射，並且可以很容易地準確表示雷射的脈衝持續時間和能量密度，以瞭解微小的差異如何影響焊接品質。
雷射鎖孔焊接
諸如反沖壓力、多次雷射反射、表面張力力和向上的蒸汽壓力等物理現象在模擬雷射鎖孔焊接過程中起著重要作用。在FLOW-3D WELD中，能夠考慮到這些物理因素，以捕捉雷射鎖孔焊接過程的真實表現。研究人員使用FLOW-3D WELD來最佳化加工參數，如雷射功率和掃描速度，這些參數對鎖孔焊接的穩定性起著重要作用。
多孔性是如何在鍵合過程中形成的？這是TU Denmark的研究人員使用FLOW-3D WELD 找出的答案。當基材在雷射束的作用下熔化時，由於相變產生的反沖壓力使熔池下降。由於反沖壓力造成的向下流動和由於雷射反射造成的額外雷射能量吸收同時存在，導致了失控效應，使熔池過渡到一個鎖孔。最終，由於沿鍵孔壁的溫度變化，表面張力力導致孔壁被截斷，導致空隙被前進的凝固前緣困住，造成孔隙。這在下面的動畫中可以看到。
參考文獻：Mohamad Bayat、AditiThanki、Sankhya Mohanty、Ann Witvrouw、Shoufeng Yang、Jesper Thorborg、Niels Skat Tieldje 和 Jesper Henri Hattel， Ti6Al4V 雷射基粉末床熔合 (L-PBF) 中的鎖孔誘導孔隙：高精度建模和實驗驗證，增材製造，卷。2019 年 3 月 30 日。doi.org/10.1016/j.addma.2019.100835