第二章材料成型熱過程

1、第二章第二章 材料成型熱過程材料成型熱過程2.1：焊接過程的基本特點焊接過程的基本特點1：小熔池熔煉與鑄造（集中性）。：小熔池熔煉與鑄造（集中性）。2：時間短（加熱與冷卻快），溫度高（瞬時性）。：時間短（加熱與冷卻快），溫度高（瞬時性）。3：熱源移動（運動性）。：熱源移動（運動性）。4：氧化、脫碳、合金化綜合過程：氧化、脫碳、合金化綜合過程集中性、集中性、瞬時性、運動性瞬時性、運動性2.2、焊接過程熱效率與焊件熱能分布、焊接過程熱效率與焊件熱能分布：電弧焊：電弧焊熱效率熱效率 如下表比較如下表比較1：焊接過程熱效率焊接過程熱效率UIP 0P0電弧功率電弧功率。P焊件獲得有效功率焊件獲得有效功率

2、。有效系數(shù)有效系數(shù)。還原。還原 如書上圖如書上圖2-1UIPP0厚皮焊條厚皮焊條 2.2、焊接過程熱效率與焊件熱能分布、焊接過程熱效率與焊件熱能分布：電渣焊、電子束焊與激光焊熱效率電渣焊、電子束焊與激光焊熱效率電子束焊電子束焊電渣焊電渣焊電渣焊熱效率達電渣焊熱效率達80%。電子束焊熱效率高，電子束焊熱效率高，一般一般達達90% ？激光焊熱效率偏低，激光焊熱效率偏低，一般一般710% ？2.2、焊接過程熱效率與焊件熱能分布、焊接過程熱效率與焊件熱能分布：活性光斑：活性光斑?2：焊件上熱能分布焊件上熱能分布 熱能傳遞通過焊件上一定面積（電弧焊光斑）熱能傳遞通過焊件上一定面積（電弧焊光斑）來實現(xiàn)。來

3、實現(xiàn)。 ：加熱光斑：加熱光斑?帶電質(zhì)點（電子、離子）轟擊區(qū)域帶電質(zhì)點（電子、離子）轟擊區(qū)域由弧柱輻射與介質(zhì)對流傳熱區(qū)域由弧柱輻射與介質(zhì)對流傳熱區(qū)域2.2、焊接過程熱效率與焊件熱能分布、焊接過程熱效率與焊件熱能分布 熱能分布與熱能分布與U、j關(guān)系關(guān)系？j不變不變熱斑中心與熱斑中心與邊緣熱量差邊緣熱量差UU不變不變熱斑中心與熱斑中心與邊緣熱量差邊緣熱量差j熱能分布熱能分布2.2、焊接過程熱效率與焊件熱能分布、焊接過程熱效率與焊件熱能分布 加熱光斑加熱光斑上上比熱流比熱流q 單位時間通過單位面積進單位時間通過單位面積進入焊件的熱能，單位入焊件的熱能，單位J/（cm2.s ）或或W/cm2 。 ：光斑

4、進入工件熱量：光斑進入工件熱量 加熱斑點比熱流分布圖加熱斑點比熱流分布圖 2)(krmreqqq(r)A點（離光斑中心點距離點（離光斑中心點距離r）比熱流比熱流。qm中心點最大比熱流中心點最大比熱流k熱能集中系數(shù)熱能集中系數(shù)(1/cm2)2.2、焊接過程熱效率與焊件熱能分布、焊接過程熱效率與焊件熱能分布單位時間通過加熱斑點進入工件熱量單位時間通過加熱斑點進入工件熱量過程、幾何意義過程、幾何意義？微元面積圖微元面積圖drreqdFqQkrmFr0)(22mqkQIUkQkqmQ有效功率有效功率焊接工藝焊接工藝k(1/cm2)埋弧焊埋弧焊6.01厚皮弧焊厚皮弧焊 1.21.4氣焊氣焊0.170.3

5、9熱能集中系熱能集中系數(shù)數(shù)k的影響的影響？2.3 焊接溫度場焊接溫度場2.3.1、焊接傳熱基本形式、焊接傳熱基本形式熱傳遞基本形式熱傳遞基本形式 焊接熱傳遞基本形式為焊接熱傳遞基本形式為輻射、對流傳遞到工件輻射、對流傳遞到工件，工件內(nèi)部以傳導形式擴散工件內(nèi)部以傳導形式擴散。基本基本形式形式傳導傳導對流對流輻射輻射2.3 焊接溫度場焊接溫度場 還原還原2.3.2、熱、熱傳導傳導基本方程基本方程 焊接熱過程研究的焊接熱過程研究的主要對象主要對象 1、傅里葉（、傅里葉（Fourier）定律）定律 焊件上各點溫焊件上各點溫度分布及隨時間的度分布及隨時間的變化規(guī)律變化規(guī)律。 即溫度場及其即溫度場及其變化

6、規(guī)律變化規(guī)律。dndqn熱導率（熱導率（J/(cm.s.)）qn比熱流（比熱流（J/(cm2.s)） 溫度（溫度（）xyzqyqy+ dqyqxqx+ dqxqzqz+ dqzdxdydz2.3 焊接溫度場焊接溫度場 還原還原 2、熱熱傳導傳導微分方程微分方程dydzdtdqdydzdtdqqdydzdtqdQxxxxx 在在x方向方向dt時間內(nèi)時間內(nèi)微元內(nèi)積存熱量微元內(nèi)積存熱量dQxdydzdtdqdQxxqn比熱流（比熱流（J/(cm2.s)）xyzqyqy+ dqyqxqx+ dqxqzqz+ dqzdxdydz2.3 焊接溫度場焊接溫度場dxxqdqxx 偏微分定義偏微分定義dydzd

7、tdqdQxx則則dxdydzdtyqdQyydxdydzdtzqdQzzdxdydzdtxqdQxx2.3 焊接溫度場焊接溫度場則總積存熱量則總積存熱量dQdxdydzdtzqyqxqdQdQdQdQzyxZYx dQ變化引起溫變化引起溫度變化度變化dxdydzdttcdQc比熱容（比熱容（J/(g.)）密度（密度（g/(cm3)） 溫度（溫度（）則則zqyqxqtczyx2.3 焊接溫度場焊接溫度場還原還原則則zqyqxqtczyx據(jù)傅里葉（據(jù)傅里葉（Fourier）定律有）定律有dzdqdydqdxdqzyx222222zyxcta熱擴散率（熱擴散率（cm2/s）表示物體中溫度傳播速度。

8、表示物體中溫度傳播速度。ca 熱導率與熱熱導率與熱擴散率比較擴散率比較 2 a2.3 焊接溫度場焊接溫度場 上式為傳熱基本計算公式（傳熱微分方程上式為傳熱基本計算公式（傳熱微分方程-拉拉氏方程），其物理意義：氏方程），其物理意義：ca 、某時刻物體內(nèi)某點、某時刻物體內(nèi)某點溫度變化率（速度）與該溫度變化率（速度）與該物體性質(zhì)（物體性質(zhì)（ c 、 、 、 a ）有關(guān)）有關(guān)。、 表示物體內(nèi)溫度分布與變化情表示物體內(nèi)溫度分布與變化情況，其值越大溫度分布越不均勻，該點溫度變化況，其值越大溫度分布越不均勻，該點溫度變化越快越快。如圖。如圖zyx2222222222azyxct2.3 焊接溫度場焊接溫度場

9、上式（微分方程上式（微分方程-拉氏方程）求解方法：拉氏方程）求解方法：2.3.3、焊接溫度場數(shù)學解析假設(shè)焊接溫度場數(shù)學解析假設(shè) 數(shù)學分析法數(shù)學分析法？ 數(shù)值求解法數(shù)值求解法？2222222azyxct2.3 焊接溫度場焊接溫度場 數(shù)學分析法假設(shè)數(shù)學分析法假設(shè) 、焊件尺寸假設(shè)、焊件尺寸假設(shè) 、半無限大物體、半無限大物體 、無限大薄板、無限大薄板 、無限長細桿、無限長細桿焊件尺寸與熱源形式焊件尺寸與熱源形式 2.3 焊接溫度場焊接溫度場 數(shù)學分析法假設(shè)數(shù)學分析法假設(shè)、焊接熱源（對應(yīng)于焊件形式）、焊接熱源（對應(yīng)于焊件形式） 、點熱源、點熱源 、線熱源、線熱源 、面熱源、面熱源焊件尺寸與熱源形式焊件尺

10、寸與熱源形式 視為瞬時集中熱源視為瞬時集中熱源tzyxf,tyxf,txf,2.3 焊接溫度場焊接溫度場 數(shù)學分析法假設(shè)數(shù)學分析法假設(shè)、邊界條件、邊界條件焊件尺寸與熱源形式焊件尺寸與熱源形式 物體與周圍介質(zhì)絕熱，無熱交換。物體與周圍介質(zhì)絕熱，無熱交換。、熱源能量、熱源能量輸出熱量恒定，行進等速。輸出熱量恒定，行進等速。2.3 焊接溫度場焊接溫度場、熱源作用效果、熱源作用效果假設(shè)相繼瞬時作用，各作用點熱源互不干涉假設(shè)相繼瞬時作用，各作用點熱源互不干涉、相變潛熱、相變潛熱假設(shè)無相變潛熱及其它熱源。假設(shè)無相變潛熱及其它熱源。、材料特性、材料特性假設(shè)材料熱物理參數(shù)如假設(shè)材料熱物理參數(shù)如 、 c、 等恒

11、定等恒定焊件尺寸與熱源形式焊件尺寸與熱源形式 2.3 焊接溫度場焊接溫度場P28、2-8式式得得2.3.4、瞬時、瞬時熱源傳導方程熱源傳導方程2222222azyxct以瞬時集中熱源為例，據(jù)傳熱微分方程以瞬時集中熱源為例，據(jù)傳熱微分方程-拉氏方程拉氏方程atrexpatcQntr4422/,如圖如圖2.3 焊接溫度場焊接溫度場 還原還原討論討論？ 1、瞬時點熱源討論、瞬時點熱源討論n=3atrexpatcQtr44222/3,如圖如圖如書上如書上圖圖2-9 r=0, t=0, ?(擊擊) t0，按按t3/2規(guī)律降低，先快后慢。規(guī)律降低，先快后慢。 r 0, t=0, 均為均為0，隨后，隨后，溫

12、度先升后降。溫度先升后降。0dxdydzdxdydzcQ222zyxr2.3 焊接溫度場焊接溫度場求峰值溫度求峰值溫度-學生試作學生試作？atrexpatcQtr44222/3,如圖如圖如書上圖如書上圖2-9044424432222/322/3,atrexpatratcQatrexptatcQttrartm62則則 32/3max322recQr討論討論？2.3 焊接溫度場焊接溫度場 還原還原同理同理 2、瞬時線熱源討論、瞬時線熱源討論n=2如圖如圖如書上如書上圖圖2-9atrexpatcQntr4422/,atrexpatchQtr44/2,0,ttrartm42則則 2max/erchQr

13、討論討論？22yxr求峰值溫度求峰值溫度2.3 焊接溫度場焊接溫度場 還原還原同理同理 3、瞬時面熱源討論、瞬時面熱源討論n=1如圖如圖如書上如書上圖圖2-9atrexpatcQntr4422/,atxexpatcAQtx44/22/1,0,ttraxtm22則則 2/1max2/xecAQr討論討論？書誤？書誤2.3 焊接溫度場焊接溫度場 1、瞬時點熱源討論、瞬時點熱源討論n=3atrexpatcQntr4422/,峰值溫度峰值溫度時間點時間點？ 32/3max322recQrartm62 2、瞬時線熱源討論、瞬時線熱源討論n=2artm42 2max/erchQr 3、瞬時面熱源討論、瞬時

14、面熱源討論n=1axtm22 2/1max2/xecAQr峰值溫度峰值溫度？如書上如書上圖圖2-92.3 焊接溫度場焊接溫度場 在上述推導中按假設(shè)均未考慮表面散熱問在上述推導中按假設(shè)均未考慮表面散熱問題實踐表明，題實踐表明，忽略散熱，誤差不大忽略散熱，誤差不大2.3 焊接溫度場焊接溫度場2.3.5、電弧焊溫度場與數(shù)學模型（動態(tài)熱源）、電弧焊溫度場與數(shù)學模型（動態(tài)熱源） 1、厚板（半無限大物體）堆焊溫度場討論、厚板（半無限大物體）堆焊溫度場討論 、熱源正常勻速移動、熱源正常勻速移動v速度（速度（cm/s)q熱源能量（熱源能量（J/s）0 初始溫度（初始溫度（）（x0,y0,z0）p點當點當下溫度

15、（下溫度（） 還原還原ttarexpttactqdttzyxd442),(22/3000如圖如圖來歷（來歷（2-12式）式）？令令 得得2.3 焊接溫度場焊接溫度場 還原還原ttt 2222t vtxvrr 來歷來歷？如圖如圖 t at vrexpavxexpt actqdtzyxd44242),(222/3000點溫度變化時間段，到從pttt0 ttttzyxd00000),(上頁上頁2.3 焊接溫度場焊接溫度場 ttttzyxd00000),(t dt at vrexpavxexpt acqt 0222/34242t dt at vt arexpt1avxexpacqt3/2 0222/3

16、44242。；，；，從從t dt dtttttt 00上頁上頁ttt 如圖如圖2.3 焊接溫度場焊接溫度場t datvt arexpt1avxexpacqt3/2 0222/344242.42,4,43222dart dt arart 設(shè)dar4aravexpr4aavxexpacqatr23/22324/22222/324242d4aravexpra4avxexpacqatr24/2222/342422.3 焊接溫度場焊接溫度場d1avrexpavxexprqatr4/2222/342d4aravexpra4avxexpacqatr24/2222/34242，則則令令kavr4/dkexpa

17、vxexprqatr24/222/32ac2.3 焊接溫度場焊接溫度場04/atrt，則則傳傳熱熱極極限限飽飽和和后后，及及dkexpavxexprqatr24/222/32dkexpavxexprq20222/32有有超超越越函函數(shù)數(shù)2kexp22dkexp2022 kavxexprqr22222/32.3 焊接溫度場焊接溫度場 kavxexprqr22222/3厚板、勻速熱源厚板、勻速熱源 rx2av-exprqr2/322 上式是一個比較實用公式。分析書上圖上式是一個比較實用公式。分析書上圖？ p34、圖、圖2-11如圖如圖avrk4/溫度場分布圖溫度場分布圖2.3 焊接溫度場焊接溫度場

18、 還原還原 、熱源高速移、熱源高速移動近似解動近似解如速度對等溫線影響圖如速度對等溫線影響圖 分析書上圖分析書上圖？ p36、2-12 2-14。輸入一定焊速對等溫線影響圖輸入一定焊速對等溫線影響圖高速運動點熱源模型高速運動點熱源模型 如高速運動點熱源模型（線熱源），溫度場如高速運動點熱源模型（線熱源），溫度場為：為：atrexptvqtr42/2,22yxr適于焊縫附近溫度場適于焊縫附近溫度場atrexpatchQtr44/2,來歷來歷？2.3 焊接溫度場焊接溫度場 2、薄板熔透對接焊溫度場討論、薄板熔透對接焊溫度場討論（熱源高速移動）（熱源高速移動）如圖如圖來歷（來歷（2-26式）式）？近

19、似解（近似解（面熱源面熱源）如面熱源溫度場如面熱源溫度場2-18式式atyexpatchEatyexpatcAQty42/44/22/122/1, E=q/v2.3 焊接溫度場焊接溫度場 2、薄板熔透對接焊溫度場討論、薄板熔透對接焊溫度場討論（熱源高速移動）（熱源高速移動）近似解（近似解（面熱源面熱源）atyexpatchEty42/22/1, 式中式中t計算起點是從熱源到達計算起點是從熱源到達 所求點所求點p所在截所在截面時才開始。面時才開始。如圖如圖2.3 焊接溫度場焊接溫度場2.3.6、影響弧焊溫度場的因素、影響弧焊溫度場的因素 1、熱源性質(zhì)、熱源性質(zhì) 書上關(guān)于板厚與工藝書上關(guān)于板厚與工

20、藝 電渣焊電渣焊 線熱源線熱源如書上圖如書上圖2-16a如圖如圖 2、工藝參數(shù)、工藝參數(shù) 、焊接速度、焊接速度如書上圖如書上圖2-16b如圖如圖 、熱源能量、熱源能量2.3 焊接溫度場焊接溫度場 3、被焊金屬、被焊金屬熱物理性質(zhì)熱物理性質(zhì)如書上圖如書上圖2-16c如圖如圖 、恒輸入、（、恒輸入、（E不變同時增減不變同時增減q、v） 被焊金屬熱物理性質(zhì)對焊接的影響，如書上被焊金屬熱物理性質(zhì)對焊接的影響，如書上圖圖2-18；2-4表表。2.3 焊接溫度場焊接溫度場 厚板厚板結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)熱源可視作熱源可視作點熱源點熱源（低碳鋼大于低碳鋼大于25mm，不銹鋼大于不銹鋼大于20mm，銅大于銅大于？mm ）。

21、）。 4、焊件板厚與形狀、焊件板厚與形狀 、 厚板結(jié)構(gòu)厚板結(jié)構(gòu) 薄板薄板結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)熱源可視作熱源可視作線熱源線熱源（低碳鋼小于低碳鋼小于8mm，不銹鋼小于不銹鋼小于5mm）。如書上圖）。如書上圖2-19、 薄板結(jié)構(gòu)薄板結(jié)構(gòu)2.3 焊接溫度場焊接溫度場 接頭形式的影響如書上圖接頭形式的影響如書上圖2-20、 接頭形式接頭形式2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)2.4.1、焊接熱循環(huán)概念焊接熱循環(huán)概念 隨熱源移動，焊件上每一點溫度都要經(jīng)過由低隨熱源移動，焊件上每一點溫度都要經(jīng)過由低到高，再由高到低的過程，這一過程叫到高，再由高到低的過程，這一過程叫焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)。如書上圖如書上圖2-212.4 焊接熱

22、循環(huán)焊接熱循環(huán)2.4.2、焊接熱循環(huán)的主要參數(shù)焊接熱循環(huán)的主要參數(shù)關(guān)于求導法關(guān)于求導法？，參看書上表參看書上表2-5 如點熱源如點熱源如圖如圖、 vh加熱速度。加熱速度。峰值溫度影響因素，其對焊接質(zhì)量的影響峰值溫度影響因素，其對焊接質(zhì)量的影響？、 max 峰值溫度。峰值溫度。 如厚板高速熱源如厚板高速熱源2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán) f2、 f3點、線熱源的修正系數(shù)（點、線熱源的修正系數(shù)（f2 、 f3 按圖按圖2-23查。其對焊接質(zhì)量的影響查。其對焊接質(zhì)量的影響？如圖如圖、 tH 高溫停留時間。高溫停留時間。0max3EftH點熱源：20max22/chEftH線熱源：0max0p2.4 焊

23、接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)如圖如圖、 vc冷卻速度。冷卻速度。atrexptvqtr42/2,atyexpatchEty42/22/1,2-25;2-26式式令令r 、 y=0，再求某，再求某溫度溫度 下下tc。高速面熱源高速面熱源高速點熱源高速點熱源tvqtr2/,2/1,2/atchEtyc2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)ccEt2222/cccahEt 在在tc 偏導，即偏導，即vc。高速面熱源高速面熱源高速點熱源高速點熱源tEtr2,2/1,2/atchEtytytr,、EtEvtccctttrc22,22232/32/1,/24/hEctachEvccctttyc高速面熱源高速面熱源高速點熱源高

24、速點熱源2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)如圖如圖Evtcctttrc2,223,/2hEcvcctttyc高速面熱源高速面熱源高速點熱源高速點熱源如初始溫度為如初始溫度為0 ，EtEvccc202222302/32/1/24/hEctachEvcc高速面熱源高速面熱源高速點熱源高速點熱源2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)EtEvccc202222302/32/1/24/hEctachEvcc高速面熱源高速面熱源高速點熱源高速點熱源 、上式可知，、上式可知，瞬時冷卻速度瞬時冷卻速度vc與與E 、 、 c 、 有關(guān)。有關(guān)。 、由于涉及因素較多，、由于涉及因素較多，上式誤差較大（與上式誤差較大（與實際）。實際

25、）。 、瞬時冷卻速度、瞬時冷卻速度vc重要性重要性？2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán) 關(guān)于關(guān)于t8/5 、 t8/3 、 t100的應(yīng)用的應(yīng)用？如圖如圖、 tc（t8/5 、 t8/3 、 t100）冷卻時間。冷卻時間。淬火傾向淬火傾向02ccEt2024/ccchEt高速面熱源高速面熱源高速點熱源高速點熱源 關(guān)于關(guān)于t8/5 、 t8/3 、 t100計算并考慮初始溫度的影響計算并考慮初始溫度的影響2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)012ccEmt20224/ccchEmt高速面熱源高速面熱源高速點熱源高速點熱源 考慮考慮r 、 y=0 的影響，引入修正系數(shù)。的影響，引入修正系數(shù)。 關(guān)于關(guān)于t8/5

26、、 t8/3 、 t100的計算參看書上式的計算參看書上式2-41、2-42。另查表（圖）法如下。另查表（圖）法如下？2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán) 碳鋼：知碳鋼：知E 、 h 、 求室溫（預熱）求室溫（預熱）t8/5 ？ 圖圖2-24a 高合金鋼：知高合金鋼：知0 、 h 、 E求預熱求預熱 t8/3 ？圖圖2-24b 高合金鋼：知高合金鋼：知0 、 h 、 E求預熱求預熱 t100 ？圖圖2-250 、 hA+Et8/3 碳鋼、低合金鋼：求碳鋼、低合金鋼：求t8/5。高合金（高淬透性）鋼：。高合金（高淬透性）鋼：求求t8/3 、t100 ？ 如圖如圖2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)2.4.3、影

27、響、影響焊接熱循環(huán)的因素焊接熱循環(huán)的因素 E 對對max 、 tH 、 tc的的影響。影響。如書上圖如書上圖2-262-281、 焊接熱輸入焊接熱輸入E的的影響影響。2、 預熱溫度預熱溫度0的的影響影響。如書上圖。如書上圖2-29Emax 、 tH 、 tc0tH 、 tc2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán) h 、 b對對tc的的影響。影響。如書上圖如書上圖2-303、 焊件形狀、尺寸的焊件形狀、尺寸的影響影響。如圖如圖 接頭形式對接頭形式對t8/5的的影響影響？ 如書上如書上圖圖2-32有誤有誤t8/5v20=15，t8/5L20=5（非非書上書上1.5倍倍）。）。4、 接頭形接頭形式的式的影響影

28、響。焊接熱循環(huán)圖焊接熱循環(huán)圖h 、 btc2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)焊道長度對冷卻速度焊道長度對冷卻速度vc的的影響影響。 如書上圖如書上圖2-335、 焊道長度的焊道長度的影響影響。 鋼板墊、石棉墊、石棉覆蓋對冷卻過程鋼板墊、石棉墊、石棉覆蓋對冷卻過程的的影響。影響。如書上圖如書上圖2-346、 冷卻條件的冷卻條件的影響影響。Lvc2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán)2.4.4、多層焊的多層焊的熱循環(huán)熱循環(huán)長段多層焊熱循環(huán)圖長段多層焊熱循環(huán)圖1、 長段長段多層焊的多層焊的熱循環(huán)熱循環(huán)。如多層多道焊示意圖如多層多道焊示意圖多層焊含義，分析熱循環(huán)多層焊含義，分析熱循環(huán)近焊縫近焊縫4點熱循環(huán)點熱循環(huán)示意

29、圖示意圖2、 短段短段多層焊的多層焊的熱循環(huán)熱循環(huán)。近焊縫近焊縫1點熱循環(huán)點熱循環(huán)示意圖示意圖分析熱循環(huán)。分析熱循環(huán)。2.4 焊接熱循環(huán)焊接熱循環(huán) 關(guān)于多層焊的關(guān)于多層焊的熱循環(huán)理論計算與實際比較熱循環(huán)理論計算與實際比較吻合吻合。如書上埋弧焊如書上埋弧焊熱循環(huán)實測與理論計算比較熱循環(huán)實測與理論計算比較圖圖2-37、2-38。埋弧焊埋弧焊 結(jié)論：結(jié)論：理論計算與實測比較吻合，并隨計理論計算與實測比較吻合，并隨計算機的發(fā)展與運用，不斷算機的發(fā)展與運用，不斷松弛理論計算假設(shè)松弛理論計算假設(shè)，更接近實際更接近實際。2.5 焊接熱影響區(qū)的組織與性能焊接熱影響區(qū)的組織與性能 焊縫區(qū)：焊接熔池冷凝后焊縫區(qū)：

30、焊接熔池冷凝后形成的焊縫金相組織區(qū)域。形成的焊縫金相組織區(qū)域。熔化焊熔化焊接頭接頭焊縫區(qū)焊縫區(qū)熱影熱影響區(qū)響區(qū) 熱影響區(qū)：焊縫周圍受到焊接熱作用而發(fā)生組織和熱影響區(qū)：焊縫周圍受到焊接熱作用而發(fā)生組織和性能變化（未熔化或半熔化狀態(tài)）的那部分金屬。性能變化（未熔化或半熔化狀態(tài)）的那部分金屬。2.5 焊接熱影響區(qū)的組織與性能焊接熱影響區(qū)的組織與性能2.5.1、焊接熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變特點焊接熱影響區(qū)組織轉(zhuǎn)變特點1、 相變溫度提高相變溫度提高。如碳鋼如碳鋼臨界轉(zhuǎn)變溫度臨界轉(zhuǎn)變溫度 2、 易產(chǎn)生偏析易產(chǎn)生偏析性能分散如書上圖性能分散如書上圖2-39。3、 晶粒變化晶粒變化。如如熔化焊接頭熔化焊接頭vc =

31、300/s； 900，t=3s時硬度分散時硬度分散450HV 。 vc = 7/s； 900，t=100s時硬度分散時硬度分散200HV 2.5 焊接熱影響區(qū)的組織與性能焊接熱影響區(qū)的組織與性能2.5.2、焊后冷卻組織轉(zhuǎn)變焊后冷卻組織轉(zhuǎn)變1、焊后連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變焊后連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變?nèi)鐖D如圖 碳鋼焊接連續(xù)冷卻曲線右移碳鋼焊接連續(xù)冷卻曲線右移? 合金鋼焊接連續(xù)冷合金鋼焊接連續(xù)冷卻曲線左移卻曲線左移? 如圖如圖 奧氏體的高中溫轉(zhuǎn)變奧氏體的高中溫轉(zhuǎn)變 2、熱影響區(qū)組織與性能變化熱影響區(qū)組織與性能變化 溶合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)）、不溶合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)）、不完全重結(jié)晶區(qū)（部分

32、相變區(qū)）。完全重結(jié)晶區(qū)（部分相變區(qū)）。2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱2.6.1、液態(tài)成型溫度場概念液態(tài)成型溫度場概念如圖如圖 液態(tài)澆注后，知道鑄件溫度場隨時間變化，液態(tài)澆注后，知道鑄件溫度場隨時間變化，便可采取適當措施使之向有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，便可采取適當措施使之向有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，防止廢品方向發(fā)展。防止廢品方向發(fā)展。2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱一、一、液態(tài)成型溫度場概念的數(shù)學模擬液態(tài)成型溫度場概念的數(shù)學模擬1、凝固過程凝固過程溫度場溫度場微分方程微分方程 液態(tài)成型冷卻過程復雜，液固相共存；金屬液態(tài)成型冷卻過程復雜，液固相共存；金屬液流動呈紊流狀態(tài)（液流動呈紊流狀態(tài)（雷

33、諾數(shù)雷諾數(shù) ）。）。2300RedRet , z , y, xf222222zyxat液態(tài)成型溫度場液態(tài)成型溫度場溫度場微分方程溫度場微分方程還原還原 P28,2-8式式2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱2、數(shù)學解析假設(shè)條件數(shù)學解析假設(shè)條件、液體結(jié)晶溫度、液體結(jié)晶溫度范圍小范圍?。ê銣亟Y(jié)晶）。（恒溫結(jié)晶）。、忽略潛熱。、忽略潛熱。、熱物理參數(shù)不變、熱物理參數(shù)不變、鑄件與鑄型接觸良好，傳熱方式為熱傳導。、鑄件與鑄型接觸良好，傳熱方式為熱傳導。22221111,c ,a;,c ,a如圖如圖 2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱3、半無限大圓柱體溫度場概念的數(shù)學模型半無限大圓柱體溫度場概念

34、的數(shù)學模型 假設(shè)半無限大圓柱體，砂型、鑄件均質(zhì)、合假設(shè)半無限大圓柱體，砂型、鑄件均質(zhì)、合金已充滿型腔并停止流動。鑄件與砂型初始溫度金已充滿型腔并停止流動。鑄件與砂型初始溫度為為10、20 。則則如圖如圖 0z;0y222222xat原式原式 2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱其通解為其通解為22xat高斯誤高斯誤差函數(shù)差函數(shù)at2xerf.DC邊界條件邊界條件iiCtx，得，得，、2100101010iDxt。得得、，有鑄件有鑄件溫度場溫度場ta2xerf.110ii1還原還原如圖如圖 初始條件初始條件、對鑄件、對鑄件2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱iiCtx，得，得，、1200

35、iDxt202020。得得、，鑄型溫鑄型溫度場度場ta2xerf.2i20i2at2xerf.DC如圖如圖 邊界條件邊界條件初始條件初始條件高斯誤高斯誤差函數(shù)差函數(shù)、對鑄型、對鑄型2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱鑄件溫度場鑄件溫度場據(jù)熱流連續(xù)性，據(jù)熱流連續(xù)性，有：有：傅里葉定律傅里葉定律2qq10 x220 x11xxtax110i0 x1過程過程？同理同理tax2i200 x2則則？tata2i202110i121202101ibbbb1111cb2222cb還原還原2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱21202101ibbbb1111cb2222cb鑄件溫鑄件溫度場度場？ta2

36、xerf.bbbbbbb型溫鑄型溫度場度場taxerfbbbbbbbb2211012012120210122.上式上式書上有誤書上有誤 高斯函數(shù)高斯函數(shù) 如圖如圖 蓄熱系數(shù)蓄熱系數(shù)還原還原鑄件鑄型鑄件鑄型溫度場溫度場2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱二、二、用測溫法測定溫度場用測溫法測定溫度場如書上圖如書上圖2-46,p66 按圖講解：圖按圖講解：圖2-46b、d圖。類似材料圖。類似材料C曲線繪制曲線繪制。結(jié)論結(jié)論 此凝固溫度場數(shù)學解析法此凝固溫度場數(shù)學解析法得式得式誤差誤差大，（尤其非特定形狀）實用價值不大。大，（尤其非特定形狀）實用價值不大。測

37、溫法測定溫度場直觀、可靠，但測試測溫法測定溫度場直觀、可靠，但測試難度大，甚至有些地方不可能。難度大，甚至有些地方不可能。2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱2.6.2、鑄件凝固時間計算鑄件凝固時間計算 鑄件凝固時間鑄件凝固時間:沖型完畢到凝固完成所需時間。沖型完畢到凝固完成所需時間。 鑄件凝固速度鑄件凝固速度:單位時間凝固層增加厚度值。單位時間凝固層增加厚度值。1、鑄件凝固時間鑄件凝固時間 t 理論計算法（無限理論計算法（無限大平板鑄件大平板鑄件）同半無限大同半無限大圓柱體鑄型圓柱體鑄型溫度場溫度場ta2xerf.2i20i22.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱求鑄型溫度在求鑄型溫度

38、在x=0處偏導處偏導tax2i200 x2tbtaxqiix20222020222流入鑄型比流入鑄型比熱流（熱流（J/cm2.s）tbdttbQiti202020222鑄型吸熱鑄型吸熱 （J/cm2）如上式如上式積分積分2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱如圖如圖 AtbAQQi.2.20222鑄型總吸鑄型總吸熱熱 （J）鑄件放總鑄件放總熱（熱（J）s101111cHVQs 鑄件固相線溫度鑄件固相線溫度還原還原H鑄件結(jié)晶潛熱（鑄件結(jié)晶潛熱（J/g）sicHVAtb10111202.2據(jù)熱平衡據(jù)熱平衡2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱 還原還原無限大平板鑄件無限大平板鑄件鑄件凝固時間鑄

39、件凝固時間20is101211cHAb2Vt結(jié)論結(jié)論 此鑄件凝固時間數(shù)學解析法得式誤差此鑄件凝固時間數(shù)學解析法得式誤差大，（尤其非特定形狀）實用價值不大大，（尤其非特定形狀）實用價值不大sicHVAtb10111202.22.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱2、經(jīng)經(jīng)驗計算法（半無限經(jīng)經(jīng)驗計算法（半無限大平板鑄件大平板鑄件）tbdttbQiti2020202220t 鑄型吸熱鑄型吸熱 （J/cm2）0t 鑄件放總熱鑄件放總熱（J/cm2）s10111cHQ如上式如上式0t 平板平板凝固厚度凝固厚度tktcHb2s101120i22.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱 還原還原tktcHb2

40、s101120i222kt結(jié)論結(jié)論 著名著名平方根定律平方根定律，鑄件凝固時間與凝，鑄件凝固時間與凝固厚度的平方成正比，尤其適合于大平固厚度的平方成正比，尤其適合于大平板、結(jié)晶板、結(jié)晶范圍小范圍小的合金鑄件。的合金鑄件。k凝固系數(shù)，可實驗凝固系數(shù)，可實驗求得求得？參看表參看表2-92.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱3、折算厚度法（無限大平板鑄件）折算厚度法（無限大平板鑄件）平方根平方根定律定律無限大平板鑄件無限大平板鑄件鑄件凝固時間鑄件凝固時間20is101211cHAb2VtkRcHb2AVts101120i21折折算算厚厚度度或或凝凝固固模模數(shù)數(shù)令令、 RAV122kRt 2.6 液

41、態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱22kRt 結(jié)論結(jié)論 折算厚度法考慮了鑄件形狀影響主因折算厚度法考慮了鑄件形狀影響主因,更更接近實際接近實際,是平方根定律的修正和發(fā)展。是平方根定律的修正和發(fā)展。折折算算厚厚度度或或凝凝固固模模數(shù)數(shù) RAV122kt平方根定律平方根定律2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱2.6.3、典型、典型鑄件溫度分布特點鑄件溫度分布特點1、絕熱鑄型中凝固的溫度分布絕熱鑄型中凝固的溫度分布 如圖如圖 絕熱鑄型絕熱鑄型砂型、石膏型、陶瓷型、熔模精密砂型、石膏型、陶瓷型、熔模精密鑄型等。鑄型等。2、金屬鑄型中凝固的溫度分布金屬鑄型中凝固的溫度分布 如圖如圖 絕熱界面絕熱界面較薄

42、鑄件在金屬鑄型與鑄件較薄鑄件在金屬鑄型與鑄件界面涂界面涂有防火涂料有防火涂料鑄型中鑄造。鑄型中鑄造。2.6 液態(tài)成型過程傳熱液態(tài)成型過程傳熱3、厚壁金屬型中凝固的溫度分布厚壁金屬型中凝固的溫度分布 如圖如圖 界面絕熱涂層較薄界面絕熱涂層較薄厚壁金屬型、鑄件熱阻都厚壁金屬型、鑄件熱阻都不可忽略。不可忽略。4、水冷壁、水冷壁金屬鑄型中凝固的溫度分布金屬鑄型中凝固的溫度分布 如圖如圖 凝固熱阻以凝固熱阻以凝固層熱阻為主凝固層熱阻為主界面絕熱涂熱阻忽略界面絕熱涂熱阻忽略 參看表參看表2-10、鑄鐵與鑄型熱物理參量。、鑄鐵與鑄型熱物理參量。本章結(jié)束本章結(jié)束請認真復習并做完作業(yè)請認真復習并做完作業(yè)P71：

43、1、2、3、5、6焊接熱源特性焊接熱源特性 還原還原熱源熱源最小加熱面最小加熱面積積cm2最大功率密度最大功率密度W/cm2正常焊接規(guī)范正常焊接規(guī)范下溫度下溫度乙炔火焰乙炔火焰金屬極電弧金屬極電弧鎢極氬弧鎢極氬弧TiG埋弧自動焊埋弧自動焊電渣焊電渣焊10-210-310-310-310-32 1021 104 1.5 1042 1041 10432006000K8000K6400K2000熔化極氬弧熔化極氬弧MiGCO2氣體保護焊氣體保護焊10-4104 105等離子弧等離子弧電子束電子束激光激光10-510-710-81.5 1051 107107 10918000K 24000K不同焊接焊

44、接方法不同焊接焊接方法值值 還原還原焊焊接接方方法法電弧電弧焊焊厚皮厚皮焊條焊條電弧電弧焊焊埋弧焊埋弧焊 鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊熔化極氬弧焊熔化極氬弧焊交流交流直流直流鋼鋼鋁鋁0.50.650.770.870.770.990.680.850.780.850.660.690.700.85埋弧焊埋弧焊埋弧焊示意圖埋弧焊示意圖 還原還原厚皮焊厚皮焊電渣焊（絲極）示意圖電渣焊（絲極）示意圖 還原還原10引出板10引入板8成型銅板5焊縫6熔池4渣池3焊絲2導電嘴1焊件7引弧板9熱量分配見書上圖熱量分配見書上圖2-2真空電子束焊接示意圖真空電子束焊接示意圖 還原還原燈 絲陰 極陽 極聚 焦 電 磁 透 鏡工

45、 件電 子 束交 流 電 源直 流 電 源直 流 高 壓 電 源排 氣 裝 置真 空 室+偏 轉(zhuǎn) 線 圈厚皮焊條電弧熱功率的分配厚皮焊條電弧熱功率的分配 還原還原損失于周圍介質(zhì)損失于周圍介質(zhì)中中 20% 20%飛濺損失飛濺損失 5% 5%熔滴過渡熱量熔滴過渡熱量2525厚皮電弧焊（I=150-250A；U=35V）厚皮電弧焊（I=150-250A；U=35V）電弧有效熱功率基體金屬收熱量焊條金屬收熱量電弧全部熱功率埋弧焊熱功率的分配埋弧焊熱功率的分配 還原還原熔熔化化焊焊劑劑熱熱量量 1 18 8% %飛飛濺濺損損失失 1 1% %埋埋弧弧焊焊（I I= =1 10 00 00 0A A；U

46、U= =3 36 6V V；v=36m/h）電弧有效熱功率基體金屬收熱量熔滴過渡熱量電弧全部熱功率焊件上熱能分布焊件上熱能分布 還原還原q (r )jr加 熱 光 斑活 性 光 斑dAdH焊件上熱能分布焊件上熱能分布 還原還原q (r )jr加 熱 光 斑活 性 光 斑dAdH加熱斑點比熱流分布圖加熱斑點比熱流分布圖 還原還原0 xyqrqmq(r)dHA比熱流分布積分微元面積圖比熱流分布積分微元面積圖 還原還原0 xyqrqmq(r)dH2)(krmreqq熱導率與熱擴散率熱導率與熱擴散率 還原還原a熱擴散率（熱擴散率（cm2/s）表示物體中溫度傳播速度。表示物體中溫度傳播速度。ca 熱導率

47、（熱導率（J/(cm.s.)）表示表示物體中物體中熱量熱量傳播速度傳播速度。熱導率與熱擴散率熱導率與熱擴散率 還原還原a熱擴散率（熱擴散率（cm2/s）表示物體中溫度傳播速度。表示物體中溫度傳播速度。ca 熱導率（熱導率（J/(cm2.s.)）表示表示物體中物體中熱量熱量傳播速度傳播速度。焊件尺寸與熱源形式焊件尺寸與熱源形式y(tǒng)y0z0zxyy0 xxo0oo0oo0焊件尺寸與熱源形式焊件尺寸與熱源形式 還原還原yy0z0zxyy0 xxo0oo0oo0焊件尺寸與熱源形式焊件尺寸與熱源形式 還原還原yy0z0zxyy0 xxo0oo0oo0半無限大物體上作用集中熱源半無限大物體上作用集中熱源 點

48、熱源點熱源yzxoyxzabcdratrexpatcQntr4422/,R、n、QatrexpatcQntr4422/,熱源熱源Q/Jnr/cm點點Q=qt1(x2+y2+z2)1/2線線Q/h2(x2+y2)1/2面面Q/A3x線熱源線熱源面熱源面熱源yzxoyxzabcdr半無限大物體上作用集中點熱源半無限大物體上作用集中點熱源 還原還原atrexpatcQtr44222/3,yzxoyxzabcdr半無限大物體上作用集中點熱源半無限大物體上作用集中點熱源 還原還原atrexpatcQtr44222/3,線熱源線熱源n 還原還原yxoyxr面熱源面熱源n 還原還原xo0d x 薄板高速熱源

49、薄板高速熱源厚板運動點熱源厚板運動點熱源 還原還原y0z0 x x0o0aocdyzvtx0 xy= y0brp(x,y,z)vz=z0ttarexpttactqdttzyxd442),(22/3000ottvrtvd t v 厚板運動點熱源厚板運動點熱源 還原還原y0z0 x x0o0aocdyzvt*v(t-t*)vdtvtx0 xyzbrp(x,y,z)vttv2222t vtxvrr t v ro厚板運動點熱源厚板運動點熱源 還原還原y0z0 x x0o0aocdyzvt*v(t-t*)vdtvtx0 xyzbrp(x,y,z)vttvt v ro。；，；，從從t dt dtttttt

50、 00ttt y0z0 x x0o0aocdyzvt*v(t-t*)vdtvtx0 xyzbrp(x,y,z)vr*o*厚板運動點熱源厚板運動點熱源 還原還原半無限大物體運動點熱源圖半無限大物體運動點熱源圖 還原還原yx(cm)zov半無限大物體運動點熱源圖半無限大物體運動點熱源圖 還原還原yx(cm)zov xoy平面溫度場 yoz平面溫度場x ( c m )31- 1- 2- 302y = 1 c my = 0 c mx ( c m )y1- 1- 2- 3- 4- 501 0 0 01 6 0 07 0 05 0 04 0 023xoy平面溫度場 還原還原 yx(cm )zov- 304

51、4 0 08 0 01 2 0 01 6 0 0yzyz = 1 c m3201 5 0 01 0 0 0yoz平面溫度場 還原還原 yx(cm )zov焊接速度對焊接速度對1500等溫線的影響等溫線的影響 還原還原x(cm)y12345-1-2-3-4-5焊焊接接速速度度v對對 等等溫溫線線形形狀狀的的影影響響（q=2000J/s）v=0.0cm/sv=0.1cm/sv=0.5cm/sv=5.0cm/s 實物圖實物圖1500熱輸入一定（熱輸入一定（E=q/v=2000J/cm）時焊接速度）時焊接速度對對1500等溫線的影響等溫線的影響 還原還原x(cm)y1-1-2-3-4-50v=2.0c

52、m/s1.00.50.20.1高速運動點熱源模型高速運動點熱源模型 2、瞬時線熱源討論、瞬時線熱源討論n=2atrexpatchQtr44/2,22yxr高速運動點熱源模型高速運動點熱源模型 還原還原y0 x0(cm)z0ovorMKLNMKLNodx=MM=vdtdQ=qdtdQ=2qdtdQ/h=2qdt/dxdQ/h=2q/v薄板高速運動點熱源模型薄板高速運動點熱源模型 還原還原y0 x0(cm)z0ovorMKLNMKLNoMM=vdtdQ=qdthp 面熱源面熱源薄板高速運動點熱源模型薄板高速運動點熱源模型 還原還原y0 x0(cm)z0ovorMKLNMKLNoMM=vdtdQ=q

53、dthp電渣焊（絲極）示意圖電渣焊（絲極）示意圖 還原還原10引出板10引入板8成型銅板5焊縫6熔池4渣池3焊絲2導電嘴1焊件7引弧板9線熱源線熱源線熱源線熱源 還原還原yxoyxr電渣焊電渣焊等溫橢圓線變化等溫橢圓線變化還原還原 q不變，不變，v增大，同溫度等溫線包圍面積減小，增大，同溫度等溫線包圍面積減小，等溫橢圓線變細長。如書上圖等溫橢圓線變細長。如書上圖2-16a v不變，不變， q增大，同溫度等溫線包圍面積增大，增大，同溫度等溫線包圍面積增大，等溫橢圓線形狀不變。如書上圖等溫橢圓線形狀不變。如書上圖2-16b E （ q/ v ）不變，不變，v與與q同時增大，同溫度等溫線同時增大，同

54、溫度等溫線包圍面積增大，等溫橢圓線寬度不變，長度變長。如包圍面積增大，等溫橢圓線寬度不變，長度變長。如書上圖書上圖2-16c。還原還原熱輸入一定（熱輸入一定（E=q/v=2000J/cm）時焊接速度）時焊接速度對對1500等溫線的影響等溫線的影響 還原還原x(cm )y1-1-2-3-4-50v=2.0cm /s1.00.50.20.1物質(zhì)的熱物理性質(zhì)物質(zhì)的熱物理性質(zhì) 還原還原熱導率熱導率比熱容比熱容容積比熱容容積比熱容cc.J/（cm2.s . ）J/（g.）J/（cm3. ）熱擴散率熱擴散率比熱焓比熱焓表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a = /（ c. ）hcm2/sJ/gJ/（cm2. s. ）

55、比熱焓比熱焓單位質(zhì)量物質(zhì)具有的全部熱能。鑄型單位質(zhì)量物質(zhì)具有的全部熱能。鑄型物質(zhì)的熱物理性質(zhì)物質(zhì)的熱物理性質(zhì) 還原還原熱導率熱導率比熱容比熱容容積比熱容容積比熱容cc.J/（cm2.s . ）J/（g.）J/（cm3. ）熱擴散率熱擴散率比熱焓比熱焓表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a = /（ c. ）hcm2/sJ/gJ/（cm2. s. ）比熱焓比熱焓單位質(zhì)量物質(zhì)具有的全部熱能。單位質(zhì)量物質(zhì)具有的全部熱能。焊接熱循環(huán)主要參數(shù)焊接熱循環(huán)主要參數(shù) 還原還原t溫 度tH加 熱 期冷 卻 期CCHmaxt t0焊接熱循環(huán)主要參數(shù)焊接熱循環(huán)主要參數(shù) 還原還原t溫 度tH加 熱 期冷 卻 期CCHmaxt t

56、0 vct8/5 、 t8/3 、 t100厚板高速移動點熱源近似解厚板高速移動點熱源近似解 還原還原atrexptvqtr42/2, 設(shè)預熱（初始溫度為設(shè)預熱（初始溫度為0），有），有 令令 ，可求，可求max0t22max242. 0/2rcEercvq2020max242. 0/2rcEercvq p36,2-25式式書上書上2-27式式問題問題？共析鋼共析鋼C曲線和冷卻曲線曲線和冷卻曲線 還原還原穩(wěn)定AM+ARAMB下B上PAB下AB上APMfA1Ms時間(s)1101001000 08007006005004003002001007271AB下AB上AP23 碳鋼碳鋼、合金鋼合金鋼共

57、析鋼共析鋼C曲線和冷卻曲線曲線和冷卻曲線 還原還原穩(wěn)定AM+ARAMB下B上PAB下AB上APMfA1Ms時間(s)1101001000 08007006005004003002001007271共析鋼共析鋼C曲線和冷卻曲線曲線和冷卻曲線 還原還原穩(wěn)定AM+ARAMB下B上PMfA1Ms時間(s)1101001000 080070060050040030020010072712AB下AB上AP3共析鋼共析鋼C曲線和冷卻曲線曲線和冷卻曲線 還原還原穩(wěn)定AM+ARAMB下B上PAB下AB上APMfA1Ms時間(s)1101001000 08007006005004003002001007271AB

58、下AB上AP23板對焊示意圖板對焊示意圖 還原還原yx(cm)zovhb焊接熱循環(huán)主要參數(shù)焊接熱循環(huán)主要參數(shù) 還原還原t溫 度tH加 熱 期冷 卻 期CCHmaxt t0多層多道焊多層多道焊 還原還原長段多層焊熱循環(huán)長段多層焊熱循環(huán) 還原還原t111122223 333344111122223333溫度第一層第二層第三層第四層MsA1max/短段多層焊近焊縫短段多層焊近焊縫1點熱循環(huán)點熱循環(huán) 還原還原t溫度第一層第二層第三層第四層MsAc31tBtB/max退火層熱循環(huán)t溫度第一層第二層第三層第四層Ms4退火層tBtBtB短段多層焊近焊縫短段多層焊近焊縫4點熱循環(huán)點熱循環(huán) 還原還原/Btmax

59、退火退火t溫 度第 一 層第 二 層第 三 層第 四 層Ms4退 火 層tBtBtB退 火 層熱 循 環(huán)Ac3焊縫焊縫4點熱循環(huán)點熱循環(huán) 還原還原/Btmax臨界轉(zhuǎn)變溫度臨界轉(zhuǎn)變溫度碳素鋼的相臨界轉(zhuǎn)變溫度碳素鋼的相臨界轉(zhuǎn)變溫度 還原還原FeP+Fe3CP+FFPAc1A1Ar1AccmAcmArcmA3Ac3Ar3埋弧焊示意圖埋弧焊示意圖 還原還原低碳鋼焊接接頭的組織變化圖低碳鋼焊接接頭的組織變化圖 還原還原0.77%2.11%C溫度()7009001100130015004、部分相變區(qū)3、正火區(qū)2、過熱區(qū)1、熔合區(qū)熔化金屬(焊縫區(qū))溫度()晶粒變化晶粒變化碳素鋼的相臨界轉(zhuǎn)變溫度碳素鋼的相臨界

60、轉(zhuǎn)變溫度 還原還原FeP+Fe3CP+FFPAc1A1Ar1AccmAcmArcmA3Ac3Ar3長段多層焊熱循環(huán)長段多層焊熱循環(huán) 還原還原t111122223 333344111122223333溫度第一層第二層第三層第四層MsA1max/低碳鋼焊接接頭的組織變化圖低碳鋼焊接接頭的組織變化圖 還原還原0.77%2.11%C溫度()7009001100130015004、部分相變區(qū)3、正火區(qū)2、過熱區(qū)1、熔合區(qū)熔化金屬(焊縫區(qū))溫度()等溫（連續(xù)冷去曲線）等溫（連續(xù)冷去曲線）還原還原穩(wěn)定AMfA1Ms時間(s)1101001000 0800700600500400300200100727VKV