解析求解焊接温度场

1.5.2.1 基本假设和简化

1）假设被焊金属是均质且各向同性的；材料的热物理量均为常数，与温度无关；不考虑焊接熔化与凝固过程，即认为焊件始终处于固态，并且不考虑固态相变的作用。

2）假设焊接对象的几何形状可简化成三类：

①半无限体，相当于厚大焊接，热源作用于立方体中心，三维传热，热呈半球形传播。

②无限大板，即焊件在长度和宽度方向无限伸展而厚度很小，沿板厚方向认为温度是相同的，二维传热，相当于薄板对焊。

③无限长杆，即杆的断面直径与杆的长度比很小，在杆断面上的温度分布是均匀的，一维传热，相当于细杆对接。

3）假设焊接热源均可简化为集中热源，并根据作用的焊件几何形状，分别划分为：

①点状热源，即相当于在厚大板上堆焊，热在空间三个方向传导。

②线状热源，即相当于薄板全熔透电弧对接，热源在板厚方向上热流密度为常数，热向长、宽两个方向传播。

③面状热源，即相当于细杆的对焊，热源在杆的横断面上是均匀的，热量只沿杆的长度方向传播。

表1.5-2给出三类焊件几何形状和相应的热源类型简化模型。

4）热源作用时间简化为两类：

①瞬时作用热源，即以热量Q（J）在t=0的瞬间导入焊件。定位焊或小缺陷的定位焊补热源作用时间可如此简化。

②连续作用热源，即以恒定的热流密度q（J/s）长时间地导入焊件，相当于连续施焊情况。

5）热源运动状态可简化为三种：(www.xing528.com)

①固定不动热源。定位焊和缺陷焊补用的热源可视为固定热源。

②正常速度移动热源。焊条电弧焊的热源可视为正常速度移动热源。

③高速移动热源。快速自动焊可视为高速热源。

表1.5-2 焊件几何形状和相应的热源类型简化说明

1.5.2.2 几种焊接温度场的解析求解模型

表1.5-3给出了几种血型的焊接温度场的解析求解模型。

表1.5-3 几种焊接温度场的解析求解模型

（续）

（续）