本文利用现有的等离子弧理论建立了高斯热源参数的算法并通过计算机模拟技术对等离子弧表面淬火的温度场进行了模拟,再结合实验的方法验证了算法的正确性,在此基础上研究了工艺参数对淬硬层深度和宽度的影响规律。基于通道模型理论和Maecker线性化方法计算出了给定等离子弧发生器通道直径下的伏安特性,结合等离子弧表面淬火的工艺过程从理论上建立了高斯热源分布曲线形状系数k的算法,并给出了相应的算法主程序。利用该算法计算出了给定电流下的热流密度分布,通过ANSYS软件对计算的结果进行了数值模拟,得到了相应的淬硬层深度和宽度。将模拟的结果与实验的结果进行比对,在误差允许范围内,两者吻合的很好,由此证明了该算法的正确性。重点研究分析了淬硬层深度和宽度随不同工艺参数(弧电流、等离子弧发生器通道直径、等离子弧发生器通道长度、热源移动速度)变化而变化的规律。改变工艺参数(包括单一的工艺参数变化和两个工艺参数的组合变化)使其按照定的规律变化,利用已建立的算法计算各工艺参数下的k值和弧柱中心热流密度值,从而得到热流密度分布。再通过ANSYS软件模拟预测相应的淬硬层深度和宽度,提取模拟值绘制成曲线并将其拟合成恰当的函数关系式。结果表明淬硬层深度和宽度随着弧电流和等离子弧发生器通道长度的增大而增大,随着等离子弧发生器通道直径和热源移动速度的增大而减小。且这些工艺参数都存在有效的作用区间,区间之外的取值,要么使工件淬不上火,要么使工件表面熔化,从而达不到预期的淬硬效果。各工艺参数下拟合出的函数关系式为实际等离子弧表面淬火优化工艺参数提供了可靠的数学依据,具有重要的工程意义。