焊接冶金原理02焊接热过程2
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焊接(第2章)
真空
真空电子束焊接
自保护
用含有脱氧、脱氧剂的“自保护 ‘焊丝进行焊接
注意：要获得与母材性能相同的焊缝金属，不要求二者的化学成分完全一样。
化工机械研究所
第2章 焊接化学冶金过程
3）机械保护作用
•焊条药皮、药芯焊丝一般由造气剂、造渣剂、铁合 金等组成。这些物质熔化后形成熔渣覆盖在液体金属 表面，将金属与空气隔离，防止金属中有益元素的烧 损和有害元素的侵入。
4）飞溅率Ψ
aH = mH /It
Ψ = (m- mH )/m = 1- aH /ap
化工机械研究所
第2章 焊接化学冶金过程
3 焊条金属的过渡特性
1）熔滴过渡参数
•焊条金属熔化后，只有一小部分（<10％）的蒸发损失， 而90％的是以滴状过渡到熔池中。
• 熔滴过渡的速度和熔滴的尺寸影响焊接过程的稳定性、 飞溅程度、焊缝的成形好坏。
因此，焊接的金属与气体的作用可归结为 氢、氮、氧的作用。
化工机械研究所
第2章 焊接化学冶金过程
二 氢对熔池金属的作用 1.氢在金属中的熔解
2.氢的扩散 3.氢对焊接质量的影 ( 1）氢脆性：
（2）白点：
（3）气孔： （4）冷裂纹：
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第2章 焊接化学冶金过程
4 控制氢的措施 （1）限制焊接材料中氢的来源：焊接材料中 的有机物和各形式的水分是焊缝中氢的主要来 源。 （2）清除焊件和焊丝表面的杂质： （3）冶金处理： （4）控制焊接参数： （5）焊后脱氢处理：
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第2章 焊接化学冶金过程
三 熔渣的碱度 1 定义
碱度是表征熔渣碱性强弱的一个量。 2 氧化物分类
•酸性氧化物：
SiO2，TiO2，P2O5，V2O5(由强至弱)
焊接热过程和冶金过程
热 源 焊 接 过 程 中 ， 弧 覆 盖 范 围 外 的 温 度 场 ， 接 温 电 焊
２０ ２ ４ 铝 合 金 的 熔 化 热 对 熔 池 形 状 和 尺 寸 的 影 ０ ７０ ５
响 ［ ３ Ｋ ｐ ａ ．Ａ．…／ Ａ Ｔｍ Ｔ Ｂｐａ－０ ４ 俄 ／ ａｘ Ｈ Ｂ ／ ＢＯ ．ｃａＫ．２ ０ ，
该 校 正 方 法 的 准 确 性 。利 用 数 值 模 拟 方 法 模 拟 整 体 温 度 场 。 试 验结 果 表 明 ， 温 校 正 可 准 确 校 正 试件 表 实 面 状 态 一 致 区 域 的温 度 场 ， 表 面校 正 可 消 除 试 件 表 而 面 状 态 改 变 而 引起 的对 温 度 场 分 布 的 影 响 ， 合 实 温 结 与表 面校 正 方 法 能 准 确地 校 正 镁 合 金 激 光 一 Ｇ 复 合 ＴＩ
维普资讯
形 貌 的 被 动 光视 觉 技 术 ， 取 了 清 晰 的 基 值 电 流期 间 获
效 的 参考 依 据 。图 ９表 ２参 ３
熔 池 图 像 。熔 池 的 三 维 信 息 ， 其 是 熔 池 高 度 ， 仅 尤 不
是 需 要 直 接 控 制 的 对 象 ， 且 是 反 映 熔 透 的 重 要 信 而 ２ ０ ２ ４ 镀 锌 板 激 光 钎 焊 温 度 场 的 数 值 模 拟／ ０ ７０ ３ 封 小松 …／ 金 属 学 报 ．２ ０ ， ２ ８ ．８ ２ ８ ／ － ０ ６ ４ （ ） － ８ ～８ ６
好 。图 ３表 １ １ 参 ２
２ ０ ２ ４ 热 模 拟 ２ ０ Ｄｓ ０ ７０ ４ ２ ５ ｓ焊 接 ＨＡＺ 的 点 蚀 实 验
研 究／ 建 勋 …／ 材料 工 程 ．２０ ，８ ．２ ￣３ 张 ／ －０ ６ （ ）一８ ２ 采用热模拟法 模拟焊 接热 过程 ， 究 了 ２０ 研 ２ ５双
２０ ２ ４ 铝 合 金 的 熔 化 热 对 熔 池 形 状 和 尺 寸 的 影 ０ ７０ ５
响 ［ ３ Ｋ ｐ ａ ．Ａ．…／ Ａ Ｔｍ Ｔ Ｂｐａ－０ ４ 俄 ／ ａｘ Ｈ Ｂ ／ ＢＯ ．ｃａＫ．２ ０ ，
该 校 正 方 法 的 准 确 性 。利 用 数 值 模 拟 方 法 模 拟 整 体 温 度 场 。 试 验结 果 表 明 ， 温 校 正 可 准 确 校 正 试件 表 实 面 状 态 一 致 区 域 的温 度 场 ， 表 面校 正 可 消 除 试 件 表 而 面 状 态 改 变 而 引起 的对 温 度 场 分 布 的 影 响 ， 合 实 温 结 与表 面校 正 方 法 能 准 确地 校 正 镁 合 金 激 光 一 Ｇ 复 合 ＴＩ
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形 貌 的 被 动 光视 觉 技 术 ， 取 了 清 晰 的 基 值 电 流期 间 获
效 的 参考 依 据 。图 ９表 ２参 ３
熔 池 图 像 。熔 池 的 三 维 信 息 ， 其 是 熔 池 高 度 ， 仅 尤 不
是 需 要 直 接 控 制 的 对 象 ， 且 是 反 映 熔 透 的 重 要 信 而 ２ ０ ２ ４ 镀 锌 板 激 光 钎 焊 温 度 场 的 数 值 模 拟／ ０ ７０ ３ 封 小松 …／ 金 属 学 报 ．２ ０ ， ２ ８ ．８ ２ ８ ／ － ０ ６ ４ （ ） － ８ ～８ ６
好 。图 ３表 １ １ 参 ２
２ ０ ２ ４ 热 模 拟 ２ ０ Ｄｓ ０ ７０ ４ ２ ５ ｓ焊 接 ＨＡＺ 的 点 蚀 实 验
研 究／ 建 勋 …／ 材料 工 程 ．２０ ，８ ．２ ￣３ 张 ／ －０ ６ （ ）一８ ２ 采用热模拟法 模拟焊 接热 过程 ， 究 了 ２０ 研 ２ ５双
焊接化学冶金知识概述PPT(89张)
化学成分。 （3）防止电弧不稳定，避免焊缝中产生气孔。
焊接化学冶金的首要任务就是对焊接区内的金属加强保护，以免 受空气的有害作用。
(二) 保护的方式和效果
1 埋弧焊：是利用焊剂及其熔化以后形成的熔渣隔离空气保护金属 的，焊剂保护效果取决于焊剂的粒度和结构。
2 气体保护焊：保护效果取决于保护气的性质与纯度。惰性气体(氩、 氦等)保护效果好，用于合金钢和化学活性金属及其合金。
平均熔敷速度 ：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔 敷速度。gD=GD/t=αpI
损失系数： 在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分 焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
G G DgMgD1 H
G
gM
P
熔敷速度才是反映焊接生产率指标 H(1 ) P
目前还不能从理论上精确地计算出熔滴温度，只能作为定性的参 考。
●随焊丝直径的增大，熔滴的温度降低。
●低碳钢熔滴的平均温度在2100~2700 K的范围内。
（二）熔池的形成
熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态 金属部分就是熔池。
熔池是由熔化的焊条金属与局部熔化的母材金属所组成的。 若用非熔化极进行焊接时，熔池仅由局部熔化的母材所组成。
均匀的焊缝金属。
b) 有利于气体和非金属夹杂物外逸，加速 冶金反应，消除焊接缺陷(如气孔)，提 高焊接质量。
图1-5 TIG焊 钛合金时熔池 中金属的流向
二 焊接过程中对金属的保护
(一) 保护的必要性 （1）防止熔化金属与空气发生激烈的相互作用，降低焊缝金属中
氧和氮的含量。 （2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而减少，使焊缝得到合适的
(2)熔滴的比表面积和相互作用时间 熔滴的比表面积:表面积与质量之比：
焊接化学冶金的首要任务就是对焊接区内的金属加强保护，以免 受空气的有害作用。
(二) 保护的方式和效果
1 埋弧焊：是利用焊剂及其熔化以后形成的熔渣隔离空气保护金属 的，焊剂保护效果取决于焊剂的粒度和结构。
2 气体保护焊：保护效果取决于保护气的性质与纯度。惰性气体(氩、 氦等)保护效果好，用于合金钢和化学活性金属及其合金。
平均熔敷速度 ：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔 敷速度。gD=GD/t=αpI
损失系数： 在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分 焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。
G G DgMgD1 H
G
gM
P
熔敷速度才是反映焊接生产率指标 H(1 ) P
目前还不能从理论上精确地计算出熔滴温度，只能作为定性的参 考。
●随焊丝直径的增大，熔滴的温度降低。
●低碳钢熔滴的平均温度在2100~2700 K的范围内。
（二）熔池的形成
熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态 金属部分就是熔池。
熔池是由熔化的焊条金属与局部熔化的母材金属所组成的。 若用非熔化极进行焊接时，熔池仅由局部熔化的母材所组成。
均匀的焊缝金属。
b) 有利于气体和非金属夹杂物外逸，加速 冶金反应，消除焊接缺陷(如气孔)，提 高焊接质量。
图1-5 TIG焊 钛合金时熔池 中金属的流向
二 焊接过程中对金属的保护
(一) 保护的必要性 （1）防止熔化金属与空气发生激烈的相互作用，降低焊缝金属中
氧和氮的含量。 （2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而减少，使焊缝得到合适的
(2)熔滴的比表面积和相互作用时间 熔滴的比表面积:表面积与质量之比：
焊接热过程和冶金过程
进 行 了 有 限元 计 算 ， 析 了引 弧 后 熔 池 及 周 围温 度 场 分
极 位 移 信 号 ， 取 过 程 信 号 特 征 ， 用 模 糊 推 理 工具 ， 提 使
建 立 电阻 点 焊过 程 的 喷 溅 识 别 系 统 ， 后 分 别 使 用 电 然 极 位移 和 动 态 电 阻信 号 建 立 电阻 点 焊 质量 评 估 的模 糊
度 值 基 本一 致 。 图 ５表 ３ ６ 参
吻合 较 好 。 图 ７表 １ ６ 参 ２ ０ ５ ５ 高 频 焊 管 焊 接 温度 观 测 器／ 日午 … ／ 焊 ０６ ０２ 白 ／
管 ． ２ ０ ，９ ２ ． ４ ～ ４ 一 ０ ６ ２ （） 一 ５ ６
值 一致 。 图 ８ １ 参 ９
２ ０ ５ ５ 基 于 Ａ Ｄ 的 双 丝 焊 熔 透 热 输 入 求解 ／ ０６ ０ １ ＰＬ 董 克 权 … ／焊 管． ０ ６ ２ （） 一２ ～２ ／ 一２ ０ ，９ １ ． ６ ９
焊接 热 过程和 冶金 过程
２ ０ ５ ４ ７ ７ 铝 合 金 电 子 束 焊 接 温 度 场 数 值 模 ０ ６０ ８ ０５
措 施 。 为 了 保证 节 点 选 取 的 精 确 程 度 ， 加 载 过 程 中 在
采 用了余量控制法。仿真结果表 明， 模拟得 到的焊缝
形 状与实际焊缝形状 基本 吻合 ； 温线 呈椭 圆形 ， 等 在 移 动热 源 的 前 方 等 温 线 密 集 ， 度 梯 度 较 大 ， 源 后 温 热 方 的等 温 线 较稀 疏 ， 度 梯 度 小 ； 光 焊 接 时熔 池表 面 温 激
防震 要 求 低 、 在 明 光 下 操 作 、 进 行 全 场 测 量 的 特 可 能 点 。图 １ Ｏ参 ９
极 位 移 信 号 ， 取 过 程 信 号 特 征 ， 用 模 糊 推 理 工具 ， 提 使
建 立 电阻 点 焊过 程 的 喷 溅 识 别 系 统 ， 后 分 别 使 用 电 然 极 位移 和 动 态 电 阻信 号 建 立 电阻 点 焊 质量 评 估 的模 糊
度 值 基 本一 致 。 图 ５表 ３ ６ 参
吻合 较 好 。 图 ７表 １ ６ 参 ２ ０ ５ ５ 高 频 焊 管 焊 接 温度 观 测 器／ 日午 … ／ 焊 ０６ ０２ 白 ／
管 ． ２ ０ ，９ ２ ． ４ ～ ４ 一 ０ ６ ２ （） 一 ５ ６
值 一致 。 图 ８ １ 参 ９
２ ０ ５ ５ 基 于 Ａ Ｄ 的 双 丝 焊 熔 透 热 输 入 求解 ／ ０６ ０ １ ＰＬ 董 克 权 … ／焊 管． ０ ６ ２ （） 一２ ～２ ／ 一２ ０ ，９ １ ． ６ ９
焊接 热 过程和 冶金 过程
２ ０ ５ ４ ７ ７ 铝 合 金 电 子 束 焊 接 温 度 场 数 值 模 ０ ６０ ８ ０５
措 施 。 为 了 保证 节 点 选 取 的 精 确 程 度 ， 加 载 过 程 中 在
采 用了余量控制法。仿真结果表 明， 模拟得 到的焊缝
形 状与实际焊缝形状 基本 吻合 ； 温线 呈椭 圆形 ， 等 在 移 动热 源 的 前 方 等 温 线 密 集 ， 度 梯 度 较 大 ， 源 后 温 热 方 的等 温 线 较稀 疏 ， 度 梯 度 小 ； 光 焊 接 时熔 池表 面 温 激
防震 要 求 低 、 在 明 光 下 操 作 、 进 行 全 场 测 量 的 特 可 能 点 。图 １ Ｏ参 ９
焊接冶金学(基本原理)
绪论一、焊接过程的物理本质1.焊接：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
物理本质：1）宏观：焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性）2）微观：焊接是在焊件之间实现原子间结合。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。
然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。
2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
二、焊接热源的种类及其特征1）电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
2）化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
3）电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
4）高频感应热：对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实现高速焊接。
如高频焊管等。
5）摩擦热：由机械摩擦而产生的热能作为热源。
6）等离子焰：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，它本身携带大量的热能和动能，利用这种能量进行焊接。
7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，使这种动能转化为热能作为热源。
8）激光束：通过受激辐射而使放射增强的光即激光，经过聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源。
焊接冶金学——基本原理
➢ 随着热源的移动，熔 池沿焊接方向作同步 移动
➢ 熔池前部
–母材不断地熔化
➢ 熔池尾部
–熔池金属不断凝固，温 度逐渐降低
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
a. 坐标示意图 b. xoy面上沿x轴的温度分
布 c. xoy面上的等温线 d. yoz面上沿y轴的温度分
•y ’
•y
•vt
•O’
•O
•x
•z ’
•z
➢ 某个热流密度的热源以恒定的速度沿x轴移动，热
源周围的温度分布即“焊接温度场”
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
➢ 焊条电弧焊时，焊接 电弧做为热源，对焊 条和母材进行加热
➢ 在焊接热源作用下， 母材上所形成的具有 一定几何形状的液态 金属部分称为熔池
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数 ④ 冷却时间
• 从800oC冷却到500oC时所用时间 – 碳钢、不易淬火的低合金钢
• 从800oC冷却到300oC时所用时间 – 易淬火的低合金钢(马氏体相变点300oC左右)
• 从高温冷却到100oC时所用时间 – 扩散氢
– 加热速度方面的研究还不够充分 – 特别是新工艺、如真空电子束焊接等数据很缺乏
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数 ② 加热的最高温度
– 据焊缝远近不同的各点，加热的最高温度不同
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数 ③ 在相变温度以上的停留时间
焊接冶金学——基本原 理
2024年2月9日星期五
➢ 熔池前部
–母材不断地熔化
➢ 熔池尾部
–熔池金属不断凝固，温 度逐渐降低
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
a. 坐标示意图 b. xoy面上沿x轴的温度分
布 c. xoy面上的等温线 d. yoz面上沿y轴的温度分
•y ’
•y
•vt
•O’
•O
•x
•z ’
•z
➢ 某个热流密度的热源以恒定的速度沿x轴移动，热
源周围的温度分布即“焊接温度场”
1.3 焊接温度场 field of weld temperature
➢ 焊条电弧焊时，焊接 电弧做为热源，对焊 条和母材进行加热
➢ 在焊接热源作用下， 母材上所形成的具有 一定几何形状的液态 金属部分称为熔池
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数 ④ 冷却时间
• 从800oC冷却到500oC时所用时间 – 碳钢、不易淬火的低合金钢
• 从800oC冷却到300oC时所用时间 – 易淬火的低合金钢(马氏体相变点300oC左右)
• 从高温冷却到100oC时所用时间 – 扩散氢
– 加热速度方面的研究还不够充分 – 特别是新工艺、如真空电子束焊接等数据很缺乏
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数 ② 加热的最高温度
– 据焊缝远近不同的各点，加热的最高温度不同
1.4 焊接热循环 weld thermal cycle
➢ 焊接热循环的主要参数 ③ 在相变温度以上的停留时间
焊接冶金学——基本原 理
2024年2月9日星期五
第三章：焊接基础知识
三、焊接热循环
• 焊接热循环的概念
T
焊接过程中热源沿焊件秱 动时，焊件上某点温度由 低而高，达到最高值后， 又由高而低随时间的变化 称为焊接热循环
t
焊接热循环是用来描述焊接过程中热源对母 材金属的热作用。
• 在焊缝双侧丌同距离的各点所经历的热循环是 丌同的（见下图）
焊接热循环的主要参数
（一）加热速度（v H） v H= d T / d t
2）置换氧化 ①熔渣中癿SiO2、MnO等发生以下反应： （SiO2）+2[Fe][Si]+2FeO （MnO）+[Fe][Mn]+2FeO 焊缝增Si,Mn，使Fe氧化温度升高， K,故置换氧化主要发生在高温区，随着温 度降低，熔池后部癿低温区Si、Mn被氧化， 生成夹杂
②药皮中含Al、Ti、Cr等强脱氧元素时，置换脱氧效 果更明显，高碳高强钢应采用无SiO2药皮
一、对焊接区癿保护
1.光焊丝焊接时 [N] ＝0.105﹪~0.218﹪,增加20~45倍， [O] ＝0.14﹪~0.72﹪,增加7~35倍， [Mn]、[C]蒸发、氧化损失易产生气孔，导 致塑性韧性下降,光焊丝无保护癿焊接丌实用 2.保护方法 药皮、熔渣、药芯、保护气体、自保护等 3.保护效率 不保护方法有关，一般惰性气体保护效果较好
1.药皮反应区
二、焊接冶金学反应区及其反应条件（以 焊条电弧焊为例）（P.45、46，图2-3）
（1）产生癿气体
①100~1200°C：水分蒸发、分解、氧化 a. ＜100°C 吸附水分蒸发 b.>200~400°C 排除结晶水 c. >400°C 排除化合水 ②有机物癿分解和燃烧：产生CO2、CO、 H2 ③碳酸盐癿分解（大理石CaCO3、菱苦土 MgCO3):产生CO2 ④高价氧化物分解（赤铁矿Fe2O3、锰矿 MnO2):产生O2
焊接概念及原理
电子束钎焊
焊接方法的分类
四、焊接生产的特点 1、可减轻结构重量，节省金属材料； 2、可以制造双金属结构； 3、能化大为小，以小拼大； 4、结构强度高，产品质量好； 5、焊接时噪音小，工人劳动强度低，伸长率高， 易于实现机械化和自动化。
缺点：由于焊接过程是一个不均匀的加热和冷 却过程，焊接后会产生焊接应力与变形。
? 上述两方面的问题使光焊丝无保护焊接在 工程中没有实用价值。因此，焊接化学冶 金的首要任务就是对金属加强保护，使其 免受空气中气体的有害作用，从而减少焊 缝中有害杂质的含量，减少有益合金元素 的损失，使焊缝金属得到合适的化学成分， 提高焊接质量。
?保护方式和效果
所谓的保护就是采用某种介质把焊接区与周围的空气隔离开 来。从保护的介质来看，保护方式有气体保护、熔渣保护、渣气联合保护、真空保护和自保护等几种方式。不同的焊接方法 所采用的保护方式是不同的。
X-Y方向温度场分布
X-Y方向温度场分布/全图
三维温度场分布
实测结果
四、影响焊接温度场的主要因素
1、热源的种类和焊接工艺参数
(a)
(c)
(b)
(d)
a)v=0.5m/min
b)v=1m/min
c)v=1.5m/min
d)=2m/min
2、被焊金属的热物理性能参数
不同材料板上线热源周围的温度场
二、气体对金属的作用
? 焊接过程中，在焊接区内存在着大量的气 体，这些气体不断地与熔化金属发生冶金 反应，从而影响焊缝金属的成分和性能。
1、气体的来源和组成
?气体的来源
（1）焊接材料 焊接区内的气体主要来源于焊接材料。 一般焊条药皮、焊剂及焊丝药芯中都含有造气剂，药皮 及焊剂中的高价氧化物和水分也是气体的重要来源。气 体保护焊时，焊接区内的气体主要来自所采用的保护气 氛及其杂质，如氧、氮、水气等。
焊接热过程和冶金过程
焊接热过程和冶金过程作者：李树聪来源：《装饰装修天地》2015年第12期摘要：在焊接过程中，被焊金属由于热的输入和传播，而经历加热、熔化（或达到热塑性状态）和随后的连续冷却过程，通常称之为焊接热过程。
本文就此做了简要的分析，希望能对实际的工作起到一定的指导作用。
关键词：焊接热过程;冶金过程;焊缝一、焊接热过程1.焊接热过程特点1.1局部集中性：焊件在焊接时不是整体被加热，而热源只是加热直接作用点附近的区域，加热和冷却极不均匀。
1.2焊接热源的运动性：焊接过程中热源相对于焊件是运动的，焊件受热的区域不断变化。
1.3瞬时性：在高度集中热源的作用下，加热速度极快，即在极短的时间内把大量的热能由热源传递给焊件，又由于加热的局部性和热源的移动而使冷却速度也很高。
1.4复合性：焊接热过程涉及到各种传热方式。
2.焊接热源（熔化焊）电弧热、化学热、电阻热、摩擦热、等离子弧、电子束、激光束。
3.焊接热循环在焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点的温度随时间由低到高，达到最大值后又由高到低的变化称为该点的焊接热循环。
在焊缝两侧不同距离的点，所经历的热循环是不同的，见图1-1。
<E：＼123456＼装饰装修天地201512＼装饰装修天地2015-12源文件＼装饰装修2015-12源文件＼源文件＼装饰装修15-12-17.tif>图1-1 距焊缝不同距离各点的热循环3.1焊接热循环的主要参数3.1.1 加热速度（vH）。
加热速度受许多因素的影响，如不同的焊接方法、不同的被焊金属、不同厚度及不同的焊接热输入等都会影响加热速度。
3.1.2 加热的最高温度（Tm）。
距焊缝远近不同的各点，加热的最高温度不同，见图1-1。
3.1.3 在相变温度以上的停留时间（tH）。
为便于分析研究，把相变温度以上的停留时间tH又分为加热过程的停留时间t’和冷却过程的停留时间t”，即tH = t’+ t”。
3.1.4 冷却速度（或冷却时间t8/5）。
焊接结构学2
这种方未能主要用于钢轨焊接，熔池通过铝粉和金 属氧化物的化学（放热）反应而使工件被加热并形成 熔池，反应后形成铝的氧化物（熔渣），填充金属和 热量都是在反应区体积内产生的。
从上述各种焊接热源来看，有些热量产生于 表面（必须通过传导将其传送至工件内部）， 有些产生于材料内部。由于构件及其坡口的几 何尺寸不同，和焊接热源的可调节将性等方面 的差异，在实际应用中有各种变化。
＜10
＜1
0.25—0.85
第一节 基本概念和基本原理
三、传热基本定律
热传导定律
金属材料焊接时，局部集中的随时间变化的热输 入，以高速度传播到构件的边远部分。在多数情况 下，输入和对流在热输入过程中，也起着重要的作 用，因而也是构件表面热热损失的主要因素。
热传导问题由傅立叶定律来描述：物体等温面上 的热流密度q*[J/mm2s]与垂直于该处等温面的负温 度梯度成正比，与热导率成正比：
第一章 焊接热过程
• 本章以最常规的MIG焊为例来讨论焊接热
源，热场、流场的基本规律和焊接热过 程的计算方法，以及焊接热循环的有关 问题，目的是为讨论焊接冶金、应力、 变形、热影响区等建立基础。
第一章 焊接热过程
到目前为止，世界上许多国家的焊接工作者对焊接 热过程进行了大量的系统的研究工作，但距离上述要 求还存在着差距，这主要是因为在解决一些复杂的焊 接传热问题时间不得不提出一些数学上的假设和推导， 这一方面的经典工作是由前苏联的雷卡林完成的，雷 卡林的工作对一些相对简单的情况给出一些解析解， 但其结果常存在很大偏差，有时偏差量常常可以达到 100%，近期有限元理论和数值分析技术的发展，使一 些复杂问题的计算得以进行，因而使计算模型的建立 可以更接近实际情况，准确程度也明显提高，但仍没 有达到完全实用化的程度，并且许多复杂的理论问题 也未得到很好的解决，因此，焊接热过程目前仍然是 国际焊接界研究的热点问题之一。
从上述各种焊接热源来看，有些热量产生于 表面（必须通过传导将其传送至工件内部）， 有些产生于材料内部。由于构件及其坡口的几 何尺寸不同，和焊接热源的可调节将性等方面 的差异，在实际应用中有各种变化。
＜10
＜1
0.25—0.85
第一节 基本概念和基本原理
三、传热基本定律
热传导定律
金属材料焊接时，局部集中的随时间变化的热输 入，以高速度传播到构件的边远部分。在多数情况 下，输入和对流在热输入过程中，也起着重要的作 用，因而也是构件表面热热损失的主要因素。
热传导问题由傅立叶定律来描述：物体等温面上 的热流密度q*[J/mm2s]与垂直于该处等温面的负温 度梯度成正比，与热导率成正比：
第一章 焊接热过程
• 本章以最常规的MIG焊为例来讨论焊接热
源，热场、流场的基本规律和焊接热过 程的计算方法，以及焊接热循环的有关 问题，目的是为讨论焊接冶金、应力、 变形、热影响区等建立基础。
第一章 焊接热过程
到目前为止，世界上许多国家的焊接工作者对焊接 热过程进行了大量的系统的研究工作，但距离上述要 求还存在着差距，这主要是因为在解决一些复杂的焊 接传热问题时间不得不提出一些数学上的假设和推导， 这一方面的经典工作是由前苏联的雷卡林完成的，雷 卡林的工作对一些相对简单的情况给出一些解析解， 但其结果常存在很大偏差，有时偏差量常常可以达到 100%，近期有限元理论和数值分析技术的发展，使一 些复杂问题的计算得以进行，因而使计算模型的建立 可以更接近实际情况，准确程度也明显提高，但仍没 有达到完全实用化的程度，并且许多复杂的理论问题 也未得到很好的解决，因此，焊接热过程目前仍然是 国际焊接界研究的热点问题之一。
焊接热过程和冶金过程
焊 接 接 头 高 温 使 用 过 程 中 的 热 稳 定 性 。 采 用 镍 基 焊 丝 钨 极 氩 弧 焊 单 面 多道 焊 ， 焊后 在 ７ ０℃ 炉 中 加 热 时 ８ 效 处 理 。 分 析 了 不 同 时 效处 理 后 的 接 头 金 相 组 织 、 显 微硬度 、 冲击 韧 性 ， 比较 了 相 同 时 效 处 理 后 的 Ｔ １ 并 ９ 同 种 钢 接 头 。结 果 表 明 ： 类 接 头 的组 织 与 性 能 帮 具 二 有 良好 的 热 稳 定 性 ， 以安 全 使 用 １ ０ ｈ以上 。经 可 ×１ 。 长 期 高 温 使 用 之 后 ， ｌ Ｓ ３ ４异 种 钢 接 头 Ｔ９ Ｔｇ ／ Ｕ￥ ０ １钢
学 显 微 镜 、 描 电 镜 分 析 １ ％Ｃ 扫 ２ ｒ铁 素 体 不 锈 钢 的 焊
接 热 影 响 区 为 铁 素体 和 马 氏体 以 及 碳 、 化 物 组 成 的 氮 粗 晶 区 和 细 晶 区二 部 分 结 果 表 明 ， 素 体 晶 粒 的 尺 铁
寸 与 马 氏 体 的 含 量 是 影 响 热 影 响 粗 晶 区 韧 性 的 主要
焊 接 接 头 和 母 材 蠕 变 速 率 逐 渐 超 过 细 晶 区 ， 变 断裂 蠕 易 发 生 在 焊 缝 或母 材 上 。 图 ６ ３ ９ 表 参
２ １３ ２ 基 于 Ｆ Ｕ Ｎ ０００９ Ｌ Ｅ Ｔ的 Ｔ Ｇ 焊 瞬 态 熔 池 三 维 形 Ｉ
态 的 数 值 模 拟 ／ 尤 智 … ／ 焊 接 学 报 ．２ ０ ， ０ １ ） 袁 ／ 一０ ９ ３ （ ２ ：
力较 低 时 ， 晶 区 的蠕 变 应 变 率 最 大 ， 此 在 低 应 力 细 因
下 细 晶 区容 易 发 生 蠕 变 开 裂 ； 着 应 力 水 平 的 增 加 ， 随
焊接热过程和冶金过程
２ １ １３ 电阻 点 焊 电 磁 环 境 的 仿真 ／ 世 莹 … ／ 电 ００００ 王 ／
焊 机 ．２ ０ ，９ ６ ：３ ５ ６ 一０９ ３ （） ６ ￣６ ，９
针对电阻点焊过程 电磁环境 ， 提出以数 值计算 方 法为基础的电磁环境 仿 真方 法。根据 点焊 过 程 电磁 场的特点以及 电磁场 曝露安全评估方法 ， 择适 当的 选 建模方案， 利用 ＡＮＳ Ｓ电磁场分析 软件对 点 焊机 电 Ｙ
算 了 补疤 焊 缝 Ｕ 形 和类 裂 纹 二 类 缺 陷 深 度 对 泄 漏 压 力 的影 响 ， 后 得 到 了 该 管 道 二 类 缺 陷 的 极 限 深 度 。 最 图ｌ ２表 ２ ２ 参
度场的可控制性 ， 并提高了模拟温 度场在模型 宽度和
厚 度方 向与 实 际焊 接 温 度 场 的 一 致 性 。通 过 铝 合 金
管 ．２ ０ ，２ ７ ：２ ２ 一０ ９ ３ （ ） ２ ～ ５
效算法／ 鄢东洋…／焊接学报．２ ０ ，０ ８ ：７ ０ ／ 一０ ９ ３ （ ） ７ ￣８ 对焊接数 值模 拟中的各种加 速计 算方法进 行 了 细致研究 ， 并在分段热源法 的基 础上 ， 出了 温度 函 提 数法 。和分 段热源法相比较 ， 温度 函数法将焊 接数值
模 拟 中 的控 制 变 量 由热 量 转 变 为 温 度 ， 加 了焊 接 温 增
用 三 维 弹 塑 性 有 限 元 法 对 油 气 管 道 补 焊 强 度 进 行 了 模拟 分 析 和 计 算 ， 将 计算 结 果 与 实 际 水 压 爆 破 并
试 验结果进行 了 比较 ， 二者 差值小 于 ｌ 。模 拟 计 Ｏ
电弧的运动行 为 ， 研究励磁 电流大小对 弧高 的影 响规 律 ； 验结果 表 明 ： 试 当励 磁 频率 不变 时 ， 磁 电流 越 励 大， 电弧旋转 半径 越 大 ， 高 降低 ； 弧 当励 磁 电流 不 变 时， 励磁频率越大 ， 电弧旋转半径越小 ， 高降低 。图 弧
焊接热过程和冶金过程
同时 指 出液锥 与焊 接 电 弧 的空 间 位置 关 系 以 ２ １ ６ ２ Ｓ ３ ２ 钢 热 模 拟 焊 接 和 焊 后 热 ０００５ Ａ ｏ Ｃ
及这 二者 的运动 相关 性 。结果 表 明 ， 丝大 电 处理对 热影 响 区性能 的影 响／ 金鹏 …／ 锅 炉 细 崔 ／ 流 ＭＡ Ｇ焊 的液锥 运 动 属 于 自磁 旋 转 ， 液 锥 技术．一 ０ ９，０ １ ：３— ７ 即 ２ ０ ４ （ ）５ ５ 在 电极 磁场 力 和 电弧 力 的作 用 下偏 离 焊 丝 轴 通过 热模 拟 试验 研 究 了 Ｓ ３ ２ Ａ ０ Ｃ钢 在 线
系统 ， 用 荷 兰 Ａ ａｐ ｃ—Ｆ 一 采 ｖｓｅ Ｔ ２快 速 数 字 光 后 系统 的多变 量预测 函数 解耦 控 制算 法 ， 到 得
实现 钎焊 温 度一 阶 滞 谱 仪 ， 向扫描焊 接 电弧 等离 子 体 ， 集 Ｙ Ｇ 解析的控 制量 计算方 程 ， 横 采 Ａ 激 光 一 Ｇ复合 等离子 体 不 同空 间位 置 的光 后系统 的多 变量 预 测 函数解 耦 控 制 。仿 真 和 ＭＡ 该 谱； 通过 计 算 得 到 其 特 定 辐 射 谱 段 的 空 间 分 实际运行 结果 表 明 ， 控 制方 法优 于 传统 或 改 进 的 ＰＤ控 制系统 ， Ｉ 具有 很好 的控制 效果 。 布 ， 比激 光 复合 前 后 等 离子 体 辐射 的 变化 ； 对 并结 合高 速摄像 照 片 ， 讨其耦 合机 理 。进 一 探
下降 ， 试样 的冲击 韧性 显著 提 高 ； 热 处 理 保 但
２ １６ ２ 真 空钎焊 温度 的建模 与 解耦 控 制／ 温时间对 硬度 和韧性 的影 响并 不 显著 。 ０００ ３
为实 现钎 焊 温 度 的精 确 控 制 ， 广 泛 的工业 应用 前景 ， 等离 子体状 态 的诊 断 变量控 制 问 题 ， 其 对 于指导 复合热 源发 展方 向 、 化复 合 参数 具 以真空钎焊现场实际采集 的数据为基础 ， 优 辨识 提 有重 要意 义 。通 过 建 立 的 中空 探针 光 谱 扫 描 出真空钎 焊炉 温 区温 度一 阶模 型 ， 出一 阶滞
及这 二者 的运动 相关 性 。结果 表 明 ， 丝大 电 处理对 热影 响 区性能 的影 响／ 金鹏 …／ 锅 炉 细 崔 ／ 流 ＭＡ Ｇ焊 的液锥 运 动 属 于 自磁 旋 转 ， 液 锥 技术．一 ０ ９，０ １ ：３— ７ 即 ２ ０ ４ （ ）５ ５ 在 电极 磁场 力 和 电弧 力 的作 用 下偏 离 焊 丝 轴 通过 热模 拟 试验 研 究 了 Ｓ ３ ２ Ａ ０ Ｃ钢 在 线
系统 ， 用 荷 兰 Ａ ａｐ ｃ—Ｆ 一 采 ｖｓｅ Ｔ ２快 速 数 字 光 后 系统 的多变 量预测 函数 解耦 控 制算 法 ， 到 得
实现 钎焊 温 度一 阶 滞 谱 仪 ， 向扫描焊 接 电弧 等离 子 体 ， 集 Ｙ Ｇ 解析的控 制量 计算方 程 ， 横 采 Ａ 激 光 一 Ｇ复合 等离子 体 不 同空 间位 置 的光 后系统 的多 变量 预 测 函数解 耦 控 制 。仿 真 和 ＭＡ 该 谱； 通过 计 算 得 到 其 特 定 辐 射 谱 段 的 空 间 分 实际运行 结果 表 明 ， 控 制方 法优 于 传统 或 改 进 的 ＰＤ控 制系统 ， Ｉ 具有 很好 的控制 效果 。 布 ， 比激 光 复合 前 后 等 离子 体 辐射 的 变化 ； 对 并结 合高 速摄像 照 片 ， 讨其耦 合机 理 。进 一 探
下降 ， 试样 的冲击 韧性 显著 提 高 ； 热 处 理 保 但
２ １６ ２ 真 空钎焊 温度 的建模 与 解耦 控 制／ 温时间对 硬度 和韧性 的影 响并 不 显著 。 ０００ ３
为实 现钎 焊 温 度 的精 确 控 制 ， 广 泛 的工业 应用 前景 ， 等离 子体状 态 的诊 断 变量控 制 问 题 ， 其 对 于指导 复合热 源发 展方 向 、 化复 合 参数 具 以真空钎焊现场实际采集 的数据为基础 ， 优 辨识 提 有重 要意 义 。通 过 建 立 的 中空 探针 光 谱 扫 描 出真空钎 焊炉 温 区温 度一 阶模 型 ， 出一 阶滞
第一章焊接热过程分析全文编辑修改
1—20 5—100 1—15 5—250 0.5-10 1—5 1—10
焊接速度 单位长度热功率 热效率
v[mm/s]
qw[kJ/mm]
h
＜5
＜3.5
0.65—0.90
＜15
＜2
0.65—0.90
＜15
＜1
0.20—0.50
＜25
＜10
0.65—0.95
＜150 ＜10
0.95—0.97
＜150 ＜0.05
10-4
104 — 105
CO2气体保护焊
3200K 6000K 8000K 6400K 2000K
等离子 电子束
激光
10-5
1.5×105 18000—24000
10-7
——
10-8
107 — 109
——
第一节 基本概念和基本原理--焊接热源
2、焊接热源的有效热功率（热效率）
焊接热源对焊接温度场（热场、流场）的影响主 要表现在热输入参数上： 热输入 瞬时热源：采用热量Q[J]
第一节 基本概念和基本原理--焊接热源
1、焊接热源的类型及特征
（3）电阻焊热源
包括电阻点焊（如凸焊，缝焊、点焊等）、电阻对 焊（压力对焊、闪光对焊）及电渣焊。
电阻点焊和电阻对焊时，最初起主要作用的是被焊 构件间（和与电极表面间）接触区域的接触电阻，导 致表面加热，表面局部熔化后，接触电阻减弱甚至消 失，（闪光对焊时，由于工件反复分离，使接触电阻 得以保持），此后，起主要产热作用的是取决于电流 密度的体积加热。在通过传导或感应传递能量的高频 电阻焊时，由于集肤效应和传输电阻，首先使极薄的 表面层被加热；电渣焊时，熔融而导电的渣池被电阻 热加热，并熔化母材和连续给进的焊丝。
焊接冶金原理
焊接冶金原理
焊接是一种常见的金属加工方法，它通过加热金属至熔点并使其相互融合，从
而实现金属件的连接。
而焊接的成功与否，很大程度上取决于焊接冶金原理的理解和应用。
焊接冶金原理是指在焊接过程中，金属材料的熔化、凝固和结构变化等现象的
规律性原理。
首先，焊接时金属材料会受到高温的影响，金属在高温下会发生熔化，形成液态金属。
这种液态金属在接触面上相互融合，形成焊接接头。
其次，金属在冷却过程中会发生凝固，形成焊缝。
在这个过程中，金属的晶体结构会发生变化，从而影响焊接接头的性能。
在焊接冶金原理的指导下，焊接过程中需要控制好焊接温度、焊接速度和焊接
压力等参数，以确保焊接接头的质量。
同时，还需要选择合适的焊接材料和焊接方法，以满足不同金属材料的焊接需求。
除了焊接过程中的控制，对焊接接头的检测和分析也是焊接冶金原理的重要内容。
通过金相分析、力学性能测试和断口分析等方法，可以了解焊接接头的组织结构、力学性能和断裂原因，从而为焊接质量的改进提供依据。
总之，焊接冶金原理是焊接技术的基础和核心，它对于提高焊接质量、确保焊
接接头性能和推动焊接技术的发展具有重要意义。
只有深入理解和应用焊接冶金原理，才能够更好地进行焊接工作，满足不同行业的需求。
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2.2焊接温度场
3、被焊金属的热物理性质
热导率、比热容、容积比热容、表面传热系数和热晗等，其中热导 率和容积比热容对温度场影响最大。
金属物理性质对温度场分布的影响
2.2焊接温度场
4、焊件的厚度及形状
焊件的板厚、几何形状和所处的状态（包括环境温度、预热及后热）对 传热过程有很大的影响，因此也影响温度场的分布。
2.2焊接温度场
有限元分析示意图
2.2.5焊接温度场的影响因素 1、热源的性质
2.2焊接温度场Leabharlann 激光焊与CO2电弧焊温度场对比
2.2焊接温度场
2、焊接线能量
焊缝单位长度上输入的热量，即热源功率与焊接速度的比值，被称为焊 接线能量，一般情况下焊接热输入可采用线能量表征
焊接热输入及参数对温度场分布的影响
通过浮力流（a）和洛伦兹力流 （b）产生的熔池对比
3、表面张力
一般情况下，液体金属的表面张力 （γ）随着温度（T）的增加而降低， 一般称为负温度梯度
表面张力对流又称Marangoni对流
2.3焊接对流传热
典型金属表面张力随温度变化
表面张力梯度引起的对流
当熔池的表面存在这某些表面活性 物质时，表面张力梯度将由负值转 变为正值，这样会引起Marangoni对 流的换向，使熔深增加。在不锈钢 焊接中，具有这种作用的活性物质 有O、S、Se和Te等等。
焊接熔池：对流换热为主 固态金属：热传导为主
焊接熔池的流动行为对冶金行为的影响： 气孔、裂纹和焊缝组织等。
焊接传热机制示意图
2.3焊接对流传热
2.3.2电弧焊对流传热
焊接熔池的流动是在各种驱动力作用下的一种传质行为。对于TIG焊，熔 池中流体流动的驱动力主要包括浮力、洛仑兹力、熔池表面张力和等离 子流力。
1、浮力
熔池内部浮力对流原理示意图
采用计算的方法可以对铝合 金定点熔池的浮力对流进行 大概估计： ➢ 液体金属沿着熔池轴线向
上流动，沿着熔池边界向 下流动； ➢ 最大速度是沿着熔池轴向 的，大约2cm/s； ➢ 由于加热熔化时金属膨胀， 熔池表面比工件表面略高。
2.3焊接对流传热
铝合金熔池浮力对流
2、洛仑兹力
静态铝合金熔池的洛伦兹力计算： ➢液态金属沿着熔池轴线向下流动， 沿着熔池边界向上流动； ➢最大的流动速度大约为40cm/s， 比浮力对流大一个数量级。
洛伦兹力对流原理示意图
由洛伦兹力引起的对流场
2.3焊接对流传热
采用一个铜加热棒与低熔点 的伍德合金直接接触，这样 在热传导的作用下伍德合金 发生熔化，这种熔池仅有浮 力流的作用。如果将铜加热 棒通入75A的电流，则熔深显 著增加。洛伦兹力可以使焊 接熔池的熔深大大增加。
第2章 焊接热过程
2.1 焊接传热学基础 1.2 焊接温度场 1.3 焊接熔池对流传热 1.4焊接热循环
2.2焊接温度场
2.2.4焊接温度场的有限单元法 1、温度场有限单元法理论基础（略）
➢ 有限差分法无论是在空间还是时间上均采用插商的方法迭代求取 不同时间与不同位置的节点温度值；而有限单元法是通过整体的 观点利用变分原理求取空间上某一时刻的所有节点温度值，而温 度场随时间的变化采用差分法迭代求解。
2.3焊接对流传热
等离子流力示意图
电弧等离子体引起的对流
2.3焊接对流传热
➢ 在TIG焊中长电弧产生的等离子剪切应力有可能大于熔池的洛伦兹力和 沿熔池的表面张力梯度作用，使熔深变浅，熔宽变宽；
➢ 即使在钢种存在活性物质时，在长电弧条件下等离子流力驱动的强制 对流仍然居于主导地位
弧长2mm和弧长8mm的低碳钢定 点钨极气体保护焊焊缝
2.3焊接对流传热
两种不同种类的316不锈钢表面 张力数据，二者相差160ppm
含40ppm硫(a)和140ppm硫(b)的两种304不锈钢YAG 激光焊接的焊缝
2.3焊接对流传热
熔池中Maraggoni对流的Heiple模型：（a~c）低硫钢；（d~f）高硫钢
4、等离子流力
焊接电弧呈非等截面的近锥体，电磁 收缩力在其内部各处分布不均匀，不同截 面上存在压力梯度，将引起高温粒子的流 动的力被称为等离子流力。
➢ 有限差分法不含有网格内部的温度信息，仅求取节点温度；而有 限元法通过插值函数能够比较精确地反应单元内部任意一点的温 度信息；
➢ 有限差分法在网格划分上仅能采用形式上规则的网格，不够灵活； 而有限单元的网格划分比较灵活。
2、焊接温度场有限元法数值模拟
目前能够为焊接工作者选用的有限 元软件有：ANSYS、MSC.MARC、 ABAQUS、SYSWELD、ADINA、 NASTRAN和MAEC等。这些大型 的有限元分析软件都具有自动划分 网格和自动整理计算结果，并形成 可视化图形的前后处理功能。焊接 工作者已经无需自己编制分析软件， 可以利用上述商品化软件，必要时 加上二次开发，即可得到需要的计 算结果。
2.3焊接对流传热
2.3.1焊接对流传热的重要性
A-TIG焊接焊缝形貌对比(其他工艺参数相同)
焊接热过程除了收到热传导影响之外,还受到熔池内部热对流的影响.
2.3焊接对流传热
焊缝金属传热形式：热传导+热对流 在液态熔池内部的热对流和热传导是不能明确分开的两个传热过程： ➢液态金属保有的热量会在熔池流动过程中传递到其他区域； ➢熔池内部的温度分布不均匀的，也必然会存在热传导过程。
弧长2mm和弧长8mm的含有18ppm和77ppm 硫的304不锈钢定点钨极气体保护焊缝
2.3焊接对流传热
2.3.3激光焊接熔池对流传热
热导焊，熔池的内部主要是存在着Marangoni对流
热导焊熔池流动示意图
热导焊焊缝截面
2.3焊接对流传热
激光未穿透焊的上表面存在着Marangoni对流
深熔未穿透焊熔池流动
深熔未穿透焊焊缝截面
2.3焊接对流传热
激光未穿透焊的上下两个表面都存在着Marangoni对流
深熔穿透焊熔池流动
深熔穿透焊焊缝截面
2.3焊接对流传热
激光焊缝熔池流动行为数值模拟
2.3焊接对流传热
实际上激光焊接过程中匙孔是剧烈波动的，这会引起熔池流动行为的变 化带来一系列冶金问题。
匙孔前壁局部蒸发极其产生的熔池波动
2.3焊接对流传热
采用X射线方法可以观测到匙孔的波动行为，在熔池中放入钨颗粒借 助X射线可观测到熔池的流动行为。