由图12可以看出,加热 斑点区的热能分布是不均 匀的,中心多而边缘少。 在电流密度不变的条件下, 电弧电压越高,则中心与 q( 边缘的热能相差越小。若 电压不变时,电流密度越 大,则中心与边缘的热能 相差也越大。 图1-2电弧作用下的加热斑点
由图1-2可以看出，加热 斑点区的热能分布是不均 匀的，中心多而边缘少。 在电流密度不变的条件下， 电弧电压越高，则中心与 边缘的热能相差越小。若 电压不变时，电流密度越 大，则中心与边缘的热能 相差也越大。 图 1-2 电弧作用下的加热斑点
单位时间通过单位面积传递给焊 件的热能称为热流密度qr)。研究结 果表明,加热斑点上的热流密度分布, 可近似地用高斯分布来描述。距斑点 中心O为r的任意点A的热流密度为 Kr (1-3) 式中,qn为A点的热流密度|J /(cm2·s)l;qm为加热斑点中心的最 大热流密度{J/(cm2.s);K为能量 dh 集中系数(cm-2);r为A点距加热斑 点中心的距离(cm)。 图1-2电弧作用下的加热斑点
单位时间通过单位面积传递给焊 件的热能称为热流密度q( r )。研究结 果表明，加热斑点上的热流密度分布， 可近似地用高斯分布来描述。距斑点 中心O为r的任意点A的热流密度为 (1-3) 式中，q( r)为A点的热流密度[J ／(cm2﹒s)]；qm为加热斑点中心的最 大热流密度[J／(cm2﹒s)]； K为能量 集中系数(cm-2)；r为A点距加热斑 点中心的距离(cm)。 图 1-2 电弧作用下的加热斑点 2 ( ) Kr r m q q e − =
由式(1-3)可知,只要知道qm和K值就可以求出任意点的 热流密度。高斯曲线下所覆盖的全部热能为 故 q。= F9 dF k'm2urdr=a(1-4) K (1-5) 式中,qe为电弧的有效功率,q=ηUI。K值说明热流 集中的程度,主要取决于焊接方法、焊接工艺参数和被焊金属 材料的热物理性能等。不同焊接方法的能量集中系数K值见表 13。从今后的发展趋势来看,应采用K值较大的焊接方法, 如电子束和激光焊接等。 表1:3不同焊接方法K值 焊接方法手工电弧焊自动埋弧焊7G气焊 1.2~1.4 3.-71007~039
由式(1—3)可知，只要知道qm和K值就可以求出任意点的 热流密度。高斯曲线下所覆盖的全部热能为 故 （1-4） (1-5) 式中，qe为电弧的有效功率，qe=ηUI。K值说明热流 集中的程度，主要取决于焊接方法、焊接工艺参数和被焊金属 材料的热物理性能等。不同焊接方法的能量集中系数K值见表 1.3。从今后的发展趋势来看，应采用K值较大的焊接方法， 如电子束和激光焊接等。 m Kr r e F r m q K q q dF q e rdr = = = − 2 2 0 ( ) m qe K q = 表1.3 不同焊接方法K值
1.1.4焊接温度场 焊接时的热作用特点 (1)热作用的集中性:焊接热源集中作用在焊件 连接部位。这样,焊件上存在较大的温度梯度,形成 不均匀的温度场,易引起不均匀分布的应力或应变场, 以及不均匀的组织和性能变化等问题
1.1.4 焊接温度场 一、焊接时的热作用特点 (1)热作用的集中性：焊接热源集中作用在焊件 连接部位。这样，焊件上存在较大的温度梯度，形成 不均匀的温度场，易引起不均匀分布的应力或应变场， 以及不均匀的组织和性能变化等问题
(2)热作用的瞬时性:焊接热源在工作时始终以一定的速 度运动,因而对焊件上受到热作用的任意一点来说瞬时得 到的能量是有限的。当焊件上某点接近焊接热源时,该点 的温度迅速升高;随着焊接热源的离开,该点的温度急剧 下降。可见,焊件上受到热影响的任一点可能达到的峰值 温度必然是有限的。同整体均匀加热的一般热处理过程相 比,焊接传热过程要复杂得多。焊接热作用的集中性所引 起的不均匀组织、性能变化及焊接变形和焊接热作用的瞬 时性所引起的焊接化学冶金变化的不平衡性等,都将对焊 接接头的质量产生影响
(2)热作用的瞬时性：焊接热源在工作时始终以一定的速 度运动，因而对焊件上受到热作用的任意一点来说瞬时得 到的能量是有限的。当焊件上某点接近焊接热源时，该点 的温度迅速升高；随着焊接热源的离开，该点的温度急剧 下降。可见，焊件上受到热影响的任一点可能达到的峰值 温度必然是有限的。同整体均匀加热的一般热处理过程相 比，焊接传热过程要复杂得多。焊接热作用的集中性所引 起的不均匀组织、性能变化及焊接变形和焊接热作用的瞬 时性所引起的焊接化学冶金变化的不平衡性等，都将对焊 接接头的质量产生影响