材料加工物理

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料加工物理　　第三章物理模拟技术在焊接领域的应用　　焊接热循环曲线及其基本参数　　焊接是通过连接处的局部熔化或相互扩散，将简单零件拼接成大的复杂零件或构件的一种加工手段。图描述了一个手工电弧焊接过程的示意图及其焊接接头的横截面剖视图。焊接过程中，处于热源(电弧沖心区的焊件部位将熔化而成为焊缝，而离电弧较远的部位仍处于固态，但都受到焊接热的作用。由图中A向视图可知，焊接接头由焊缝(焊条与母材熔化混合后经化学冶金反应而结晶凝固成的

2、结合体)及热影响区(固相母材中受电弧加热而引起组织或性能发生变化的区域)所组成，焊缝与热影响区的交界线称之为熔合线。无论是熔化焊或固态焊接，通常接头中的母材将被加热到高温，而且，升温速度髙，冷却速度快，形成一种与普通热处理大不相同的特殊的热循环。图所示就是典型的熔焊接头热影响区内各部位所经历的不同焊接热循环(WeldingThermalCycle)曲线。　　图手工电弧焊焊接示意图　　图距离焊缝不同各点的焊接热循环曲线目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感

3、。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　在实际焊接过程中，焊接接头除经受热循环外，还同时经历应力、应变循环。这是由于焊接过程中被焊接头中各部位经受不均匀的加热和冷却，使焊件中产生不均匀的膨胀、收缩而引起局部弹、塑性应变，从而在接头中形成了内应力、应变场，并往往导致焊后的残余应力和变形。　　因此，研究焊接热循环曲线的特征及其塞本参数，进而计算、预测和评定焊接接头的受热受力情况及其带来的各种后果，是从事物理模拟技术在焊接领域研究的基础与前提。　　焊接热循环的主要参数

4、及其物理意义　　图示出了一条热循环曲线及其主要参数，它标志着在焊件的焊接热影响区上某一点在热源作用下所经历的热过程，亦即该点上的温度随时间的变化过程。从图中看出，当焊接热源以一定的速度运动时，焊件上某点瞬时得到的能量是有限的。对于近缝区某点来说，　　加　　热的开始阶段，由于电弧距离较远以及热量向焊件基体内部的传导，该点温度升高较慢，随着电弧的移近和焊缝周围金属的加热趋于饱和，该点的温度将急剧上升，并在峰温处维持一定时间，此时从该点导走的热量与电弧注入的热量相平衡。然后随着电弧的移开，焊件又迅速地从该点导走热量，而注人的热量逐渐减少，从而温

5、度又开始下降。焊接热循环的主要参数是：加热速度、峰值温度、高温停留时间及冷却速度。　　图焊接热循环曲线及主要参数目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　加热速度　　焊件上某点从初始温度(室温或预热温度)被加热到峰值温度过程中，单位时间内温度的升高值称之为加热速度。焊接时电弧(或其它热源)对焊件的加热速度要比一般热处理条件下对材料的加热速度快

6、得多，而且在加热过程中每瞬间的升温速度并不相同。加热速度取决于焊接热源的功率、焊接速度以及被焊金属的物理性质，同时，焊件的尺寸、形状、接头形式和接头散热条件等，对加热速度也有一定的影响。　　从金属学角度，加热速度对焊接接头特别是热影响区的组织和性能有较大的影响。随着加热速度的提髙，钢的相变温度与八^将随之提高，奥氏体的均质化和碳氮化合物的溶解过程也　　将变得不充分，这将影响到随后冷却过程中的相变产物及其特征。因此，焊接热模拟时的加热速度的设定，必须依据实际的加热过程分段考虑，而不能像热处理或热轧模拟那样，笼统地采用平均加热速度。　　电弧焊

7、时，在被焊金属材料、接头形式与尺寸一定的情况下，影响加热速度的主要因素是电弧的功率、热量有效利用系数和焊接速度。电弧的功率取决于焊接电流和电弧电压，有效利用系数与焊接方法及工艺措施有关，最终体现影响加热速度的直接物理量被称作焊接线能量E。　　E=q/v目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　()　　式中E——焊接线能量，表示焊接时，由焊接热

8、源输给单位长度焊缝上的能量(J/cm)；　　q——焊接热源的功率(J/s)。对于电弧焊，当把焊接电弧看作是无电感时，则q=ηUI；U——电弧电压(V);I——焊接电流(A);　　η——热量有效