衬垫单面焊热源模型的研究
焊接热源模型的研究进展
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激光焊接温度场解析式
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式中：!5为环境温度； $,&$5为热输入率， !； & 为有 效系数； $5为热源功率； $为热扩散系数； % 为焊接速 度 ； )， "， # 组 成 定 坐 标 系 ； !， "， # 组 成 动 坐 标 系 ； ・ ；-为 电 压 ；.为 电 流 ；(为 "为 热 导 率 ，! A （ B N ） 整数； % 为板厚。由材料熔点温 度 ， 可 以 确 定 熔 池 等 温 线 OP、 熔 合 区 2Q 与 热 影 响 区 RSQ 的 大 小 。 对 于 大 厚焊件上表面堆焊，热是沿 / 个 方 向 传 播 的 ， 则 可 以 把热源看成是一个点热源。瞬时集中点热源所形成 的温度场可由其解析式（ 得到 G1H， 而 厚 度 为 / 无 限 大 4） 薄板上线状热源的温度，由式（ 计算 G1H，得到的温度 /） 场 是 以0为 半 径 的 平 面 圆 环 。 应 用 面 热 源 时 将 试 件 简
co2气体保护焊陶瓷衬垫单面焊双面成型的技术探讨
0引言CO 2气体保护焊(简称CO 2焊)是一种高效的焊接方法,在大型船舶分段建造上得到了广泛的应用。
提高了整个造船焊接的生产率和降低了劳动生产成本。
C O 2气保护焊的劳动生产率比手工电弧焊高,尤其是大厚板焊时几乎是手工电弧焊的3倍以上。
但是对于平角焊缝,CO 2焊与铁粉焊条手工焊效率几乎相同,有时候陶瓷衬垫C O 2焊单面焊比双面手工电弧焊效率高不了多少,因此有人认为C O 2焊只有在特定的条件下才有明显效果。
而在某些场合下高的效率被它较大的劳动强度所抵消。
其实不然,人们忽视了一个十分重要的问题,即焊接变形。
在任何情况下,采用C O 2焊,整个结构的变形量是最小的。
而手工电弧焊,不仅局部变形大(如焊缝角变形)而且整个结构变形量也大,甚至结构走样,需投入大量的火工进行矫正,这在施工现场是经常发生的现象。
1C O 2气体保护焊的特性任何一种焊接方法,由于其工艺特点,焊缝的成型也各具一格,如埋弧自动焊的焊缝是美观的,如果要求手工焊的焊缝也须如此,显然是不现实的。
实芯焊丝的C O 2焊由于焊丝熔化速度快,母材接受的电弧热量比较小,所以焊缝凸出,形状见图1,增强量“e ”相对大些。
此外,实芯C O 2焊弱点是“怕风”。
C O 2气体纯度不高(含水量超标),或供气系统出现故障时,焊缝中就可能有气孔产生。
在一般结构上有若干气孔问题不大,若气孔在水密部位上,密性试验时就会“原形毕露”给“捉漏”增添了不少麻烦,所以曾有“水密”部位C O 2焊不能用的规定。
在实芯焊丝几乎被药性焊丝所代替的今日,药芯焊丝C O 2焊由于气、渣混合保护的良好的效果,一般情况下,不存在成型和气孔问题,船体结构上,水密部位的焊接工作量还是大量的。
2陶瓷衬垫的介绍陶瓷衬垫是C O 2气体保护焊中确保双面成型的关键材料。
衬垫在保护和使用前都保证干燥,否则影响焊接质量,最好在60度的干燥房内保管,使用时应随取随用。
特别是在潮湿季节,室外露天隔夜衬垫作报废处理。
13-陶瓷衬垫埋弧焊单面焊双面成形技术在承压设备受压元件中的实际应用
陶瓷衬垫埋弧焊单面焊双面成形技术在承压设备受压元件中的实际应用穆文革（本溪锅炉集团有限公司工艺部，本溪117003 ）摘要：本文阐述了陶瓷衬垫在埋弧焊中的作用，陶瓷衬垫埋弧焊是实现绿色焊接制造和提高生产效率的有效途径。
关键词：埋弧焊陶瓷衬垫单面焊双面成形承压设备受压元件薄板实际应用0前言埋弧焊在承压设备受压元件焊接中应用很普遍，其优点是高效、高自动化。
但是，很多焊接缺欠也在锅炉筒体薄板（8mm～12mm）纵缝和环缝埋弧焊焊接的时候不断出现，如气孔和夹渣，目前还没有找到有效的解决办法。
为解决这一问题和找到提高埋弧焊焊接效率和经济性的方法，尝试性地将陶瓷衬垫引入进来，并做了一些可行性焊接试验来加以验证，而生产的实际应用进一步证明陶瓷衬垫埋弧焊是焊接生产单位简化操作、降低成本和提高生产效率的有效途径。
是对承压设备制造中埋弧焊技术的革新和创新。
1.埋弧焊焊接工艺1.1坡口加工可以使用刨边机、车床、数控气割加工，也可以使用碳弧气刨加工，加工后的接头形式与尺寸应符合图样和工艺文件要求，参考GB/T985.1-2008 气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口(代替GB985-88)相关要求。
1.2装配与清理焊接前应将坡口端部及两侧各20mm范围内铁锈、氧化皮、油污、水份清理干净，见到金属光泽。
装配时定位焊缝应平整，不允许有气孔、夹渣、夹杂缺陷，筒体纵缝应焊接引弧板和熄弧板，引弧板和熄弧板长宽尺寸应大于150mm，防止产生端部裂纹。
焊丝H08A或者H08MnA（直径4mm）不应有锈迹，焊剂应烘干和保温一定时间，如常用的烧结焊剂SJ101和SJ301焊剂烘干温度350℃，保温时间为2小时。
1.3埋弧焊需要控制的焊接参数埋弧焊需要控制的焊接参数较多，对焊缝质量和成形影响较大的规范参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径与伸出长度、焊丝与焊件之间的倾斜度等。
焊剂的粒度及焊剂层厚度也对焊缝质量有一定影响。
CO_2单面焊陶质不锈钢焊接衬垫的研发
摘 要 ：论 述 了 Ｃ 面 焊 陶质 不 锈 钢 焊接 衬 垫 的设 计 、技 术性 能 、使 用 注意 事 项 及 其 实船 应 用 概 况 。 Ｏ单
关 键词 ：Ｃ ｚ ； 不锈 钢 ；焊接 衬 垫 Ｏ 焊
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ １ Ｇ ３ 文 献标 志 码 ：Ｂ
料 ，经 过 模 压成 形 ，干燥 后 由高 温烧 结 成焊 接 衬 垫
０ 前 言
块 。 焊 接 衬 垫 块 上 设 有 焊 缝 金 属 成 形 槽 。衬 垫 块 首 尾
单面焊双 面成形 的焊接工艺 是一种 高效率 的焊 接 技术 。它 已在船舶 碳素钢结 构 的焊接 工作 中得到广泛
的应用 ，并 取得 良好 的经济 效益和社 会效益 。要在船
故衬 垫块承 受 的热量远 大于碳 素 钢用 的衬垫 块 ；另外
衬垫块 还应具 有抗 冷热 骤变不 破碎 的 能力 。
ｌ 弯曲试验 （＝ ｔ ａｌ０）正弯、背弯 ｌ ｄ４， ＝８ 。 完好 ，无缺陷 ｌ
（ ）焊接操 作性能 ５
在 Ｃ ： 面焊 过程 中 ，电弧 Ｏ单
素钢差 。这些特 点在设计 焊接衬 垫块 的配方时 ，均应 予 以考 虑 ２２ 焊 接衬垫 技术性 能要求 ．
会效 益 。焊接 衬垫 已通 过 了宁波 市科技局 举办 的产品 鉴定会 的鉴定 。
（ ）铝 箔胶粘 带的剥离 强度和持粘 性 １
ｌ 焊 接 衬 垫 的 结 构
其 应符合
国家标 准 的规 定 。
美观度。
结剂 等 原料 组 成 。各 原 料按 不 同要求 配 比混 合成 坯
收 稿 日期 ：２ １ ～ ４ ２ ０００—８
手工单面焊陶瓷衬垫试验研究
文章编号
２０ ０６年第 ３期 （ 总第 １２ ） ７期
１７．９ ３２０ ）３０５—４ ６ １ ５ （０ ６０ －０５０ ７
手 工 单 面 焊 陶瓷 衬 垫试 验 研 究
汪选 国 丰 李发
武汉 ４０６ ３０３ 武 汉理 工大学材 料科学与 工程 学院 摘 要
单面焊是一种高效的焊接技术 ， 已广泛地应
用 于船舶 、 力容 器 、 梁 和各 种 大型钢 结 构及设 压 桥
依靠熔化金属的表面张力防止熔池下漏而形成背 面焊缝。 自由成形要求工件间隙合理 ， 间隙过小难
以保证 焊透 ， 隙过 大则容易发 生烧 穿 等缺 陷 。 自 间 由成形 时对焊接 工艺要求很严 格 ， 艺 的规 范性不 工
针对碱性 焊条设计 了两种手 工单 面焊 陶瓷衬 垫配 方 ， 论配 方设计 原则 和性 能参数 的计 算 过 讨
程， 介绍衬垫 的加工制作工艺过 程 ， 并用 自制 的衬 垫进行 了单面 焊工艺试 验 ， 果表 明Ｓ １ 结 Ｇ 衬垫 背 面焊缝成 型 良好 ， 无成型缺陷 ， 可推广使用 ；Ｇ －衬垫 背面焊缝余高偏 高 ， Ｓ Ｂ２ 有待改进 。
ＷＡ ＮＧ ａ － ｔ Ｘｕ ｎ ｇｍ Ｆ Ｇ －ａ ＥＮ Ｕ ｆ
、ｃ ｏ ｌ ｆＭａｅｉ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｉｅ ｒ Ｗ ｕ ａ ｉｅ ｓ ｙ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｗｕ ａ ４ ０ ６ Ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｒ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｎ ｅ ．Ｓ ｌ ａ ｈ ｎ Ｕｎｖ ｒ ｔ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｈｎ ３０３
CO2陶质衬垫单面焊工艺与缺陷的浅析
的５ ０ ％左 右 ，为焊 接 效 率 的 提 高
窄小 ・ 、高 低 不 平 、 背 焊缝 熔 合 良及 部 分 产 未 焊 透 干 ｌ Ｊ 裂纹
起剑 ｒ 一 定 的推 进 作 用 。 时各
船 厂 也 住致 力 ｆ进 ・ 步稳 定 焊 接 质 量 ，消 除焊 缝 根 打 底 层 的 裂 纹 和 脉 纹 、凹 １ １ ｌ １ 、咬 边 等表 面 缺 陷 ，用 以 提 高 人热 输 人量 面 焊
３ ． 焊接试 验分析
通 过 人量 的 焊 接 试 验 发 现 ， ｃＯ！ 陶 质 衬 焊 的 焊 接 Ｊ 参 数
埘焊 缝 的 背 成 形 影 响 人 ，要
” ＂ 哥 Ｈ厂 该 工 艺的进 步 发展 。 本 文 以 所 船 』‘ 为例 ，从 焊
接 过 程 中 的 稳 定 Ｉ ％ ２ 。试 验 结 果表
体流 ｝ 是乃觚 分 臼 Ｉ ｌ ｌ ５～２ ０ Ｌ， 外女 ¨ 仃Ｊ 的 ｆ 扰 ，除 ｒ采取 ｌ ｛ Ｂ 包｛ ， ｌ 、 ．Ｊ 适 ｛ 增『 Ｊ ［ 】 ｆ
量。
６ 一 ｌ 【 ）
＾ Ｉ
增 大 ；反之 ，焊 接 电流 过 小 ， 则
容 易 产 生焊 缝 根部 熔 合 不 良 ， 反
｝ １ 月， 正 常 的焊 接 条件 Ｉ ，根
接试验及实船应川的角度出发，
蕾 重通 过 对ｃ０ 陶 顷 讨 垫 单 面焊 的焊接 Ｉ ： 艺进 行 Ｈ沦 分析 ，如
隙最佳ｆ ｆ （ 为６ ～ｌ Ｏ ｍＩ Ｉ ］ ， 此 范
围内 容 易 得 到 良好 的 反面 戍 形 。 但 需 要 注 意 的 足 焊 位 置 时 ，
（ ２ ）根 间 隙 接 根 部 问 隙的大小 ， 按 影 响 剑 反 面焊 缝
陶瓷衬垫CO2气体保护单面焊接工艺的研究
气体保护单面焊工艺要点 ， 介绍 了胸瓷衬垫 ｃ ２ ｏ 气体保护单面焊接工艺 实验 及接头 的力学性能 ， 根据 ｃ ２电 ｏ 弧特征及单面焊工 艺过程特 点 ， 结台工艺试验 ， 分析和讨论 了主要的焊 接规范参 数和焊接工 艺因索对陶瓷衬 垫 ｃ２ ０ 气体保 护单面焊接工 艺过程及背面焊缝 成形 的影响 。
ｉｇｃ ２ｇｓ￣ ｅｃｎ ｒｋ ｓ ｅｗ ｉｇｔ ｌ ｌｇｃｌｐ Ｂ ａｄ ｂｃｄ喀 ｗ ｌｉｇｆ ｕａ ｏ ｅｅａｌ ｚｄａｄ 出吕ｕ９ｄ ｎ ｏ ａ ｌｉｇ ‘ ｉ ｄｄ ｃｍｏｏｉａ Ｉ ｓ ｎ ａｌＩ ｅｄｎ ｇ ｒｔ ｎｗ ｒ Ｉ ｅ ｎ ｌ ｇ ｄ ｅ ｉ ｉ ｙ ｃ８ｅ
深， 保证 焊缝 根 部 熔透 ， 此 ， 因 强制 成形 单 面焊 的 实现条 件为 ： 焊缝 根部 一次 熔透 ＿ ３。 ３ ＿
髓 钓
裤
提 高生产效 率 ， 降低生 产成 本 … Ｉ。与 双面焊 相 比． 单 面焊 可 提高焊 接 生产 效 率 ３ 以上 ， 倍 节省 材 料 １ ％， 约电 能 ５ ％， 自 简 化 装 配工 序【＿ ｃ ， ０ 节 ０ 且 Ｂ ２ ｏ 单 面焊 是一 种高 效 的 ｃ ２ 新 工 艺 ， ｏ焊 由于 ｃ ２电 ｏ 弧 的热源特 点 和 工 艺要 求 ，ｏ 单 面 焊 通 常 采 用 ｃ２ 衬垫进行 强制 成形 ， 陶瓷 村 垫是 目前应 用 晟 为广
ｆ ｃ ｇｆ ｕａｏ ｏ ｉ ｇｒ ｎ∞ｅｓ ｅｗ ｄ ａｄｔｅｔ ￣ ｒｎ ｉ ｔ ｉ ｉ ｄ ｉ ｎ ｃ ｄ ￣ ｈ ｅ
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一种不锈钢CO单面焊焊接衬垫[发明专利]
![一种不锈钢CO单面焊焊接衬垫[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/35d1705769dc5022abea0017.png)
专利名称：一种不锈钢CO单面焊焊接衬垫
专利类型：发明专利
发明人：胡全福,董云常,张建成,李贤忠,王小平,李婷,胡海定,金心溥
申请号：CN201210479923.0
申请日：20121123
公开号：CN103008831A
公开日：
20130403
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种不锈钢CO单面焊焊接衬垫。
所述焊接衬垫由若干块焊接衬垫块首尾相连而成，所述焊接衬垫块的底面贴装在铝箔胶带上，所述焊接衬垫块的配方原料配比如下：陶土
25~35%、矾土15~25%、滑石18~25%、石英13~18%、长石15~20%、钛白粉2~5%、碳酸钙5~8%；以上各组份重量之和为百分之百。
本衬垫的熔渣适应不锈钢焊材的渣系，其熔点适合不锈钢的熔点。
本发明的使用过程中产生的液态熔渣的表面张力、流动性、稠度等性能都适合不锈钢的焊接冶金过程，从而保证焊缝背部焊缝外观整齐光滑，保证单面焊焊缝取得良好质量，节省了焊接材料，提高了焊接生产效率。
申请人：象山焊接衬垫厂
地址：315711 浙江省宁波市象山县丹西街道珠水溪219号
国籍：CN
代理机构：浙江杭州金通专利事务所有限公司
代理人：王雪
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单面焊陶质系列衬垫国产化的研究及其应用
单面焊陶质系列衬垫国产化的研究及其应用
冯大成;董方常
【期刊名称】《船舶工业技术经济信息》
【年(卷),期】1998(000)002
【摘要】本文叙述了江南造船集团单面焊发展的过程及单面焊陶质衬垫国产化的历程以及形成的系列。
简要地介绍了国产陶质系列焊接衬垫的设计制造和其物理性能、单面焊焊接性能试验及船级社认可情况。
最后介绍推广应用国产陶质系列衬垫中所碰到的问题和解决的办法以及推广国产陶系系列焊接衬垫取得的经济效益和社会效益。
【总页数】6页(P32-37)
【作者】冯大成;董方常
【作者单位】江南造船（集团）公司;象山焊接衬垫厂
【正文语种】中文
【中图分类】U671.82
【相关文献】
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5.垂直气电自动单面焊陶质焊接衬垫的研制及应用 [J], 金心溥
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焊接过程中的热力学特性研究
焊接过程中的热力学特性研究焊接过程中的热力学特性研究是焊接研究领域的重要内容之一、焊接是一种热原理加工方法，通过加热和冷却的作用，将金属材料的零件焊接在一起。
在焊接过程中，材料受到的热量和热压力变化会对焊缝的形成和性能产生重要影响。
因此，了解焊接过程中的热力学特性对于解决焊接问题、提高焊接质量具有重要意义。
首先，热力学特性研究可以帮助确定最佳的焊接工艺参数。
例如，焊接时的热输入量、保护气体和钨极直径等参数都会对焊接质量产生影响。
通过研究热力学特性，可以确定最佳的焊接温度、加热时间和保护气体流量等参数，从而提高焊接质量和效率。
其次，热力学特性研究可以帮助理解焊接过程中的相变和组织演变规律。
焊接过程中，材料经历了加热、熔化、凝固和冷却等过程。
研究材料在这些过程中的相变行为和组织演变规律，可以揭示焊缝的形成机制和焊接接头的性能变化规律。
这对于优化焊接工艺、控制焊接残余应力和提高焊接接头的力学性能非常重要。
另外，热力学特性研究可以帮助解决焊接过程中的缺陷问题。
焊接过程中会产生一些常见的焊接缺陷，如气孔、夹杂物、表面裂纹等。
这些缺陷的形成与焊接过程中的热力学特性密切相关。
研究热力学特性可以帮助我们理解缺陷的形成机制，进一步优化焊接工艺，减少缺陷的发生。
最后，热力学特性研究还对焊接过程中的热应力和残余应力的分析具有重要意义。
焊接过程中，材料经历了从高温到低温的冷却过程，产生了温度梯度和应力梯度。
这些梯度会导致焊接接头产生热应力和残余应力，影响焊接接头的力学性能和使用寿命。
研究焊接过程中的热力学特性有助于分析热应力和残余应力的变化规律，进而采取相应的措施进行应力控制和缓解。
总之，热力学特性研究对于理解焊接过程、改进焊接工艺、提高焊接质量具有重要意义。
通过研究焊接过程中的热力学特性，可以确定最佳的焊接工艺参数，揭示焊缝的形成机制和性能变化规律，解决焊接过程中的缺陷问题，分析热应力和残余应力的变化规律，从而提高焊接接头的力学性能和使用寿命。
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焊接方法 。因其特殊 的成 型方法 ，在工件不翻身 的情况下 ，
可将劳动强度大且难 以掌握 的仰焊转化为焊缝成形条件好、 易于操作 的平焊 ，并 且节省 了反面清根工序 ，是一种高效、
节能 的新型焊接工艺 ，该 工艺可有效地 保证焊接质量 ，提高 生产效率 ，降低 生产成本…，故广 泛运 用于 工业生产当中 。 传统 的焊接 工艺 一般靠经验及工艺手册来制定 ，随着计
作者简介 ：陈
瀚 （ １ ９ ８ ７ 一 ） ，男 ，湖北 武汉 人 ，武汉理工大学材料科 学与工程学院硕士研究 生，主 要从事陶质衬垫单面
焊 的数值模 拟。
中 国 水 运 积 分 得 到 凹槽 内 功 率 ：
ｇ，＝ ４ ｈ ｇ （ 。 ， 。 ） （ 。（ ＋日 ） ＋１ ） ２ 刀ｅ ｘ ｐ （ 一Ａ
平 方向扩散 ，因此衬垫单面焊 的熔合线呈抛物线状 。由于 电 弧力 的作 用 ，使 得熔池顶部也呈抛物线状 ，又 因衬垫 凹槽 的
作 用，焊缝背面会有一定 的余高 ，造成焊缝截面形状较为复 杂 。常见 的热原 模型 ，如表面高斯热源模型 、双椭球热源模 型 、柱状热 源模 型、组合热源模型等怛 Ｊ 无法准确体现衬垫单
３ ２
＝
ｔ ±
１ ２ ０ Ａ ｅ
± ！ ± ！ ± 兰 蟹
焊缝 上半部 的功率 ：
焊 缝边 缘 曲线
（ ） ＝ ＝ ＋月 。 （ ７ ）
＝
３ ± 竺 ± 蛊±
１ ２ Ｑ
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三 、焊 接 试 验 及 模 拟 结 果 分 析
算机性能 的提升 ，数值模 拟技 术的发展 ，许多研究人 员将数
村垫凹糖部分 蜱缝 Ｆ 半韶
值模拟应 用到焊接领 域 ，通过模拟分析优化工艺参数 ，对实
际操作具有重要 的参 考价 值 ，同时也节省 了人力物力 ，具有 良好 的经济效益 。
因此，研 究衬垫单面焊的热源模型对完善衬垫单面焊热
第 １ ５卷
焊缝下半部热 源模 型任意一 点热流密度 ：
嵋 ）
‘ Ｄｈ ３ ＋１ ） ｅ ｘ
，
Ａ ｒ ）
（ １ ７ ）
Ｑ＝
ｑ ｏ ）
Ｐ 一 １ ） （ １ Ｏ ａ ￣＋ ２ Ｑ Ｄ 碍 ＋ Ｉ Ｓ Ｄ Ｈ ， Ｈ ￣ ＋ ４ Ｄ ＋ １ （ ５ ）
中图分类号 ：Ｕ ６ ７ １ 文献标识码：Ａ 文章编 号：１ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ５ ）０ ２ — ０ ０ ７ ９ — ０ ３
一
、
序 言
埠缝 ｔ 半龃 焊缝顶帮 槽
衬垫单面焊是在焊件 的背面垫有陶瓷衬垫 ，在焊件正面 施 焊 ，得到正反两面具有美观 、符合质 量要求的焊缝 的一种
凹槽 曲线
源模型 ，由于 焊缝截面形状较为复杂 ，为提高热源模 型的准 确性 、灵活性及适应性 ，将焊缝截面分为焊缝顶 部凹槽 、焊
缝 上半部、焊缝下半部及衬垫 凹槽 四部分 ，如图 １所示 。 出于模 型简化的考虑 ，衬垫 凹槽部分施 加平均热 源 ，设 衬 垫凹槽内的功率为 Ｑ ，衬垫以上的热源功率为 。
过程模拟具 有重 要意义 。 衬 垫单 面焊具有熔透性 ，因焊件下方陶 瓷衬垫 的作 用， 会导致 熔池 底部热量无法沿下方传导 ，造成热量堆积并沿水
图 １ 热源模型的 １ ／ ４部分
则 电弧有效输入功率 ：
Ｑ＝Ｑ １ ＋Ｑ ： ＝Ｑ （ ＋ ） （ １ ）
式 中： 、 为输 入功率分 配系数 ，且 ＋ Ｐ ２ ＝ｌ 假设抛物线旋转体 的热流密度在 中心轴线熔深方 向按三
为 准确 体现 衬垫单面焊热过程特点 ，本文提 出了一种新
的热原模 型 ，具有较好的准确性及适应性 。
二 、 建 立 热 源 模 型
布集中系数 ，ｒ 为高度为 ｈ处截 面圆的半径 。
焊 缝 顶 部 凹槽 的功 率 ：
根 据 焊 缝横 截 面 熔 合 线 的形 状 ，提 出 了抛 物 线 旋 转 体 热
第 １ ５卷 第 ２期
２ ０ １ ５生
中 国
水
运
Ｖｏ１ ． １ ５
Ｎｏ． ２ ２ ０１５
２月
Ｏ ｈ ｉ ｎ ａ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ
Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ
衬垫单面焊热源模 型的研 究
陈 瀚 ，杜 学铭
（ 武汉理工大学 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ０ ）
（ Ｒ ２ 一 Ｒ ０ ） ｈ
Ｈ
＋Ｒ０
（ １ ８ ）
令：
Байду номын сангаас
竺 ± ｉ ± ｉ ± ！ 兰
２ ０ Ａｅ
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２ ０ Ａｅ
± ！ ｉ ± ！
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型！ ： 二
ｉ ± 兰 ± ！（ ６ ）
！ ： ： 二 笪
７ ｆ ｔ ２ （ ｅ ｇ
收 稿 日期 ：２ ０ １ ５ — ０１ － ２ ３
ｆ ３ （ ｈ ） ＝ ｒ ｈ ３ ＝ Ｊ 等
假 设 凹槽 内任 意 一 点 热 流 密 度 ： ｇ （ ｒ ， ） ：ｇ （ ｏ ， ０ ） （ Ｄ（ ＋Ｈ３ ） ＋１ ） ｅ ￣ ｐ （ 一 ｔ ． ２ ） （ ４ ）
摘
要 ：建立 了一种适 用于衬 垫单面焊的热源模型 ，介绍 了其数 学表达 式推导过程。通过实验获得 了陶质衬垫单面
焊的焊缝横截面 的熔合线轮 廓形状 ，经过模拟得 出了合适 的热源模 型参数 ，与实验结果进行对 比证 明了该热源模型 适用于衬垫单面焊 的模拟 。
关键词 ：衬垫单面焊 ；热源模型推导 ；抛 物线 旋转体热源模型
面 焊 焊 缝特 点 。
次函数先减小后增大 ，在半径方 向呈 自然指数减小 ，则任意
一
点的热流密度为 ：
＾ ） ： Ｏ ） （ Ｄ ｈ ＋１ ） ｅ ｘ ｐ （ 一 Ａ Ｆ ２ ） （ ２ ）
式 中：ｑ （ ０，０ ）为热源模型 中心热流密度 ，Ｄ 为热流 密度沿熔深方 向衰减系数 ，Ａ为高 度为 ｈ处截面上 的热流分