【哈爾濱工業大學】《焊接結構學》精品課 P22 - 23. 23 熔化區域的局部熱作用及本章總結

換疊熔尺長度怎麼來算 就是說溫度長我們能算 那麼熔點溫度所形成的等溫線 我們就可以確認下來 有了這個等溫線 然後這個熔尺長度自然就可以算出來了 那麼對於移動點熱源 在半無線體上計算公式 在這個軸線上 溫度T-T0等於Q除以2πλR 這個公式我們前面也給了 那麼你把這個溫度取成Tm 讓T等於Tm 這個時候這個R就是這個熔尺長度 那麼這個熔尺長度計算出來的這個結果 那麼對於無線大板上的移動線熱源 靠下邊的這個公式 下邊這個公式裏邊有一個特殊函數K 這個裏邊我們讓這個散熱係數B讓它等於0 取這個B等於0簡化這一下 然後套出來 給出一個相對簡單的一個公式 求解這個公式你就能算出Lm值 這個時候 Lm這個數值跟焊接速度是有關的 這個表達式裏含有焊接速度項 這是無線大板上的 薄板上的 薄板上的你焊的時候這個速度 這焊接速度這越快的話 這個長度它就長 下面我們再來討論鉚材和這個融合金屬 填充的這個金屬它們之間的這個熱量分配 焊接的時候電弧的這個熱量一部分被鉚材這吸收了 一部分被這個填充金屬這吸收了 還有一部分這損耗了 那麼這個吸收的比例 有多大被鉚材和填充金屬吸收 這個吸收比例它跟你焊接方法是有關的 跟這焊接材料這有關 跟這個焊絲也有關 跟這個焊接時候的這個急性 正接反接也有關 和弧長等等因素都有關 那麼這個熱量分配 我們如果是從前面我們討論的溫度廠 從整個這個傳熱機制去考慮 也可以求解計算這個問題 但是很麻煩 我們這裏邊採用一個比較簡單的辦法 就是看融化了多少鉚材融合了多少金屬 看這兩部分金屬量的比例來確定 那麼就說融化的種的金屬量 就是鉚材融化的和這個焊絲融化的 種的融化的這個量是融化區域的截面積 乘上這個焊接速度 那就是融化金屬的體積 再乘上比熱融熱埃 它跟總功率去掛鉤 然後有一個融化效率 ηm 那麼關係式就是屏幕上給出來的關係式 這裏邊的這些參量的物理含義 大家都應該是清楚的 那麼這個融伏速率me 它的表達式我們前面給了融化速率me的表達式 前面給了融伏速率的表達式 我們前面也給了兩者之間的關係 是md等於m乘上1減去Ψd 這個表達式我們前面這也給了 那麼Ad我們可以推導出來 Ad等於EC乘上Ui乘上1減Ψd除以微弱Im 那麼同樣我們也可以推出Am的表達式 Am等於ηm乘上Ui除以微弱Im 兩者的比值的表達式 我們這裏也給出來 就是母產和填充金屬各分配多大的熱量 就看它們分別融化了多少個金屬 如果融池這很淺 比如說表面堆焊的時候 融池這很淺 母材的融化量很少 而填充金屬的融化量是很多 我們希望在表面上堆一層 所以希望是填充金屬的融化量大 對不對 那麼堆焊時候 這個比值Md要明顯的比Ma要大很多 那麼一般情況下焊接的時候 不同類型的焊縫 Ma和Md的比值差的會很大 我們說表面堆焊 這個比值是遠小於1的 Md和Ad這個比值是遠小於1 那麼如果是T個焊 固天石的T個焊 那麼情況正好相反 融合金屬量等於0 都用來去融化金屬了 那麼這個比值套工率算下來可能是遠大於1的 那麼就是兩種極端的情況 這個比值可以相差的非常大 焊接熔石模型這部分我們就不講了 這部分在總體上不成熟 在工程領域上基本上沒應用 主要是一些研究工作者在做相關的研究 提出來各種各樣的情況 那麼這一部分內容的書上面有一點 大家可以做一個適當瞭解就可以了 所以這部分內容我們不做介紹 焊接溫度廠 整個這部分內容我們就算都講完了 那麼下面剩下的一點時間 我們把整個這章的東西再簡單地回顧一下 我們這一章講到今天是第三週的第二次課 總共是這一節是第十二個學識 講了十二個學識都講了點啥 我們來捋捋 開始我們講序論 講序論裏邊 講什麼優缺點講了這一些 然後講焊接性分析 那麼這裏邊我們給出一個構建焊接性的一個概念 朋友們上焊接冶金學課的時候 課上要交代材料焊接性的概念 那麼你體會一下材料焊接性跟構建焊接性是什麼區別 是什麼樣的關係 兩個互相去比較 你可能對兩個概念的掌握程度會更透徹更深入的一些 那麼構建焊接性考慮的範圍 要更廣 它不僅考慮材料是能焊不能焊 而且要考慮用這材料做東西能不能做出來一個東西 做出的這個東西這個產品好不好 就在更寬的一個範圍內去考慮焊接性的問題 所以它涵蓋三個方面的內容 材料方面 這個材料在焊接適應不適應 能不能焊 好不好焊 實際上這一部分就是材料焊接性的概念 另外呢 它又包括工藝方面的 製造這麼一個構建 能不能做得出來 此外還包括一個方面 就是在構建設計層面上 你設計出這個東西 用焊接這種方法做 可靠不可靠 質量怎麼樣 所以它涵蓋三個方面 那麼對應的影響因素 我們羅列了這很多 那麼影響因素 我們這裏給出這個表 羅列了很多這因素 那麼接下來呢 就是討論了這個焊接性 它的這個複雜性複雜程度 那麼涉及到溫度場 陰曆陰變場和組織狀態場 那麼 然後介紹我們這門課的主要任務 就是這門課 我們要幹什麼呢 要解決兩方面的事 我們講這裏面就涉及到 這個溫度場 陰曆陰變場和組織狀態場 組織狀態場的事 是焊接冶菌學的事 我們這不管 我們管另外兩方面的事 溫度場和陰曆陰變場 那我前面這部分講呢 就是解決溫度場這一塊 後面李瑞聰老師要講課的內容呢 那麼從這個角度去劃分 就屬於陰曆陰變場這一塊 就在我們這門課 主要任務是涉及這麼兩個方面 這是序論 第一章 我們整個這12個學期講的就是第一章 就是溫度場 主要就是溫度場這一塊 那麼溫度場本身的複雜程度 我們它的發展 我們做了一點介紹 然後呢 我們首先回顧一些基本概念 和一些基本原理 基本概念 就是在我們求解計算溫度場的過程當中 要用到的一些概念 那麼這裏最主要的是焊接熱源 最主要的就是焊接熱源 我們反反覆覆的用焊接熱源 那麼關於焊接熱源 對於不同的焊接方法 對熱源的描述和表徵的方式不一樣 我們主要是以電弧焊爲主線 來介紹這個焊接熱源的 那麼其他福島講的氣焊的 電弧焊的 摩擦焊的等等 那麼在介紹焊接熱源這個裏邊 給出來的第一個重要概念 就是有效熱功率 和這個有效熱功率係數 就是說電壓電流是焊接時候的能量來源 這個能量來源幹焊接這個活的時候 它有損耗 那麼大概就百分之七八十用來幹正事了 其他都損耗了 大概就是這麼一個情況 那麼不同方法 這個熱效率係數不一樣 那麼你做熱場計算的時候 你要考慮選取一個恰當的熱效率係數 那麼不同方法熱效率係數 我們剛纔給的表格 那麼基本概念這一塊 核心要掌握的就是焊接熱源的這一塊 然後傳熱基本定律 這個是大家在山傳課程當中都學過 基本的傳熱過程 在焊接這個過程當中都涉及到了 導熱問題 對流 輻射 三大傳熱定律 我們全都用到了 那麼導熱 我們用伏利耶爾定律 對流 我們用牛頓定律 輻射 我們用波爾茲曼定律 那麼對於這三個熱傳導定律 我們在用的過程當中 爲了求解方便 我們都做線性化的處理 那麼具體怎麼處理的 做過相應的介紹 然後給出來導熱微分方程式 導熱微分方程 是我們整個課程裏面 溫度場計算的最基本的方程 我們所有的推導出來的溫度場的計算公式 都是由導熱微分方程推出來的 對流和輻射作爲散熱 作爲邊界條件加到裏面去 那麼這是整個處理問題的思路 那麼在這個裏邊 我們整個溫度場求解裏邊 沒有考慮熔石融化的問題 那麼熔石融化這一部分 熔石內部我們假定它是負態 按導熱方式去進行熱量的傳遞的 對流只是在表面散熱的時候我們考慮它 對流和輻射 而熔石內部的流體流動 熔石內部的對流所導致的問題 在我們推導計算溫度場公式的時候是忽略掉的 沒考慮 換句話說 就是說你整個溫度場計算推出的一大堆公式 都是在固態下推出來的 固態下推出來的 用到焊接時候有融化情況的肯定是有偏差的 這個我們沒考慮 因爲考慮了熔石融化這個問題之後 那些公式全都推不出來 所以我們這裏邊給的那些東西都是沒有考慮融化的