熟悉焊接热过程

焊接热过程1、焊接热过程复杂性表现：①焊接热过程的局部性和不均匀性；②焊接热过程的瞬时性；③焊接热源的相对运动。

2、热量来源：电弧热、电阻热、相变潜热、变形热。

电弧热：利用气体介质的放电过程来产生热量，并熔化焊丝和加热工件，焊接的主要热源。

电阻热：焊接电流流过焊丝和工件时，有焊丝和工件本身电阻将电能转化为热能产生的热。

3、散热机构：①环境散热、②飞溅散热4、热传递方式：热传导、辐射、对流、焓迁移。

5、分析焊接热过程需处理的问题：①热源；②热量传输方式；③传质问题；④相变；⑤位移、⑥力学问题。

6、焊接热源：①按形式：电能、机械能、光辐射能、化学能。

②按种类：电弧焊热源、气焊热源、电阻焊热源、摩擦焊热源、电子束焊热源、激光焊热源、铝热剂焊热源。

7、构件几何尺寸简化：①半无限扩展的立方体、②无限扩展的板、③长度无限扩展的板。

8、焊接热源模型：点热源、线热源、面热源、高斯热源、双椭球热源、广义双椭球热源。

9、焊接温度场：焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。

用等温面（线）表示。

等温面：工件上具有相同温度的所有点的轨迹。

10、焊接热循环：指焊接过程中，工件上的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化，温度随时间由低而高，达到最大值后，又由高而低的变化。

简单说就是工件上某点的温度随时间的变化，它描述了该点在焊接过程中热源对其热作用的过程。

主要参数：①加热速度；②加热最高温度；③在相变以上温度停留时间；④冷却速度。

11、多层焊：长段多层焊（1m以上）、短段多层焊（50~400mm）（适合硬化倾向大和晶粒粗化倾向大的钢材焊接）12、热效率：熔化极焊接热效率>非熔化极，埋弧焊热效率>明弧焊，潜弧焊接热效率>明弧13、电极的熔化：是焊接电弧的重要功能之一，对焊接工艺过程、冶金过程、焊接缺欠的产生和焊接生产效率有很大影响。

14、电弧焊时加热和熔化电极的能量：电流流过焊丝的电阻热、电弧传给焊丝端部的热、化学反应热。

焊接热过程与熔池形态
本文将探讨焊接热过程与熔池形态的关系。

焊接热过程是指焊接过程中金属的加热和冷却过程，它对熔池的形态和性质有着重要的影响。

在焊接过程中，焊枪或电极产生的热量使工件加热到熔点以上，金属开始熔化形成熔池。

熔池的形态和性质直接影响焊缝的质量和强度。

熔池形态可以分为三种：球形熔池、扁平熔池和凸形熔池。

球形熔池是指熔池表面呈现出球形的形态，这种熔池容易使焊接出现气孔和夹杂物。

扁平熔池则是熔池表面呈现出扁平的形态，这种熔池容易使焊接出现焊缝凹陷和烧穿。

而凸形熔池则是熔池表面呈现出凸起的形态，这种熔池可以使焊缝填充更加充分，但也容易使焊接出现焊缝凸起和夹渣。

焊接热过程决定了熔池的形态和性质，因此焊接人员必须掌握正确的焊接参数，如焊接电流、电压、焊接速度等，以控制焊接热过程，从而获得理想的熔池形态和性质。

同时，焊接人员还需要掌握正确的焊接技巧，如焊接位置、角度、移动速度等，以确保焊接质量和焊接效率。

总之，焊接热过程和熔池形态是焊接质量的关键因素，必须得到高度重视和有效控制。

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焊接技术教案一、教学目标1.了解焊接技术的定义、分类及在工业生产中的应用。

2.掌握焊接原理、焊接材料及焊接设备。

3.学会焊接操作技能，包括焊条电弧焊、气体保护焊、激光焊等。

4.了解焊接质量检测方法及焊接缺陷。

5.掌握焊接安全知识及防护措施。

二、教学内容1.焊接技术概述1.1焊接技术的定义1.2焊接技术的分类1.3焊接技术在工业生产中的应用2.焊接原理2.1焊接热过程2.2焊接冶金过程2.3焊接接头的形成及组织性能3.焊接材料3.1焊条3.2焊丝3.3焊剂3.4保护气体4.焊接设备4.1焊条电弧焊设备4.2气体保护焊设备4.3激光焊设备4.4电子束焊设备5.焊接操作技能5.1焊条电弧焊操作5.2气体保护焊操作5.3激光焊操作5.4电子束焊操作6.焊接质量检测6.1外观检查6.2无损检测6.3力学性能测试6.4金相检验7.焊接缺陷7.1焊接缺陷的类型7.2焊接缺陷的产生原因7.3焊接缺陷的防止措施8.焊接安全知识及防护措施8.1焊接安全知识8.2焊接防护措施三、教学方法1.讲授法：讲解焊接技术的基本概念、原理、材料、设备等。

2.演示法：展示焊接操作过程，让学生了解焊接技能。

3.实践法：让学生动手操作，掌握焊接技能。

4.讨论法：针对焊接质量检测、焊接缺陷等问题进行讨论。

5.案例分析法：分析焊接事故案例，提高学生的安全意识。

四、教学评价1.平时成绩：课堂表现、作业完成情况等。

2.实践成绩：焊接操作技能考核。

3.考试成绩：期末笔试，包括选择题、填空题、简答题、计算题等。

五、教学进度安排1.第一周：焊接技术概述、焊接原理2.第二周：焊接材料、焊接设备3.第三周：焊条电弧焊操作技能4.第四周：气体保护焊操作技能5.第五周：焊接质量检测、焊接缺陷6.第六周：焊接安全知识及防护措施7.第七周：实践操作复习8.第八周：期末考试六、教学资源1.教材：《焊接技术基础》2.参考书籍：《焊接工艺与设备》、《焊接检验》等3.网络资源：焊接技术相关视频、课件、学术论文等4.实践设备：焊条电弧焊机、气体保护焊机、激光焊机等七、教学建议1.注重理论与实践相结合，加强学生的动手能力。

铝热焊的原理及工艺流程铝热焊是一种常见的金属焊接方法，其原理是利用高温热源将铝材料加热到熔点并使其融合在一起。

本文将详细介绍铝热焊的原理及工艺流程。

一、铝热焊的原理1. 焊接温度铝材料的熔点较低，约为660℃，因此需要使用高温热源将其加热到足够的温度以使其融化。

一般来说，铝材料的焊接温度应该在600℃以上。

2. 焊接压力在加热过程中，需要施加一定的压力以保证两个被连接的部件可以完全融合在一起。

同时，这种压力还可以帮助排除气泡和其他不纯物质。

3. 焊接时间焊接时间取决于所用设备和材料的类型。

通常情况下，焊接时间应该足够长以确保两个部件充分融合在一起。

二、铝热焊的工艺流程1. 准备工作在进行铝热焊之前，需要进行准备工作以确保操作安全和成功。

首先，需要准备好所需的设备和材料，包括热源、焊接机、铝材料、焊接剂等。

其次，需要对铝材料进行清洁和处理，以确保表面干净无油脂等污染物质。

2. 热源加热将热源加热到足够的温度以使其能够将铝材料加热到焊接温度。

一般来说，使用氧乙炔火焰或者电弧焊机作为热源。

3. 焊接剂涂布在铝材料的连接处涂上一层焊接剂，以帮助促进两个部件的融合并提高焊接强度。

4. 加压在加热过程中施加一定的压力以保证两个部件完全融合在一起，并排除气泡和其他不纯物质。

5. 焊接完成当两个部件完全融合在一起并冷却后，即可完成铝热焊操作。

此时可以对焊缝进行打磨和抛光等处理工作以提高外观和质量。

三、注意事项1. 安全操作在进行铝热焊操作之前，需要注意安全操作，包括佩戴防护眼镜、手套等防护装备，并确保操作环境通风良好。

2. 焊接材料选择合适的焊接材料可以提高焊接强度和质量。

一般来说，铝合金材料比纯铝材料更适合进行热焊操作。

3. 焊接剂选择适当的焊接剂可以帮助促进两个部件的融合并提高焊接强度。

常用的焊接剂有氧化铝、硅酸盐等。

4. 焊接温度在进行铝热焊操作时需要控制好焊接温度，以避免过高或过低导致焊缝强度不足或者损坏部件表面。

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）。

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1 焊接热过程的特点焊接热过程的局部集中性: 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,加热的冷却极不均匀;焊接热源的运动性:焊接过程中热源相对于焊件是运动的,焊件受热区域不断变化.当焊接热源接近焊件某一点时,该点温度迅速升高,而当热源逐渐远离时,该点又冷却降温.焊接热过程的瞬时性: 在高度集中热源作用下,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.焊接热过程的复合性: 焊接熔池中的液态金属处于强烈的运动状态.在熔池内部,传热过程以流体对流为主,而在熔池外部,以固体导热为主,还存在着对流换热以及辐射换热.因此是复合传热.2 焊接热源: 电弧热,化学热,电阻热,摩擦热,等离子焰,电子束,激光束.焊接热效率:焊接电弧热功率有效利用系数,主要取决于焊接方法,焊接工艺参数,焊接材料和保护方式等. 电弧焊接时热量的利用及其损失:损失于周围介质;损失于飞溅;熔滴过渡;焊条金属吸收;基本金属吸收.3 焊件上的热量分布: 热源把热量传给焊件是通过焊件上一定的加热面积进行的.对于焊接电弧来讲,该面积称为加热斑点.设加热斑点的半径为R,它的定义为,电弧传给焊件的热能中有95%落在以R为半径的加热斑点内.加热斑点内的热能分布不均匀，中心多而边缘少.单位时间内通过单位面积提供给焊件的热能称为热流密度,一般近似的用高斯曲线来描述加热斑点上的热流密度分布.4 焊接温度场热传导定律---傅立叶定律(略,公式太难打),指通过物体某一点的热流密度与垂直于该点处等温面的温度梯度成正比.对流换热定律---对流是指流体各个部分之间发生相对位移,冷热流体相互参混引起的热量传递方式.对流仅能发生在流体中,而且必然伴有热传导现象.这种对流与热传导联合起作用的热量传递过程,称为对流换热.焊接过程中空气流过试件表面,冷却水流过焊矩内部，都是对流换热的例子.计算公式:牛顿冷却公式(略).辐射换热定律---斯蒂芬-玻尔兹曼定律.受热物体辐射的热流密度与起表面温度的四次方成比例.5 典型的焊接温度场A 焊接温度场的准稳定状态:正常焊接条件下，焊接热源都是以一定的速度沿接缝移动的,因此,相对温度场也是运动的,有电弧或其他集中热源产生的运动温度场,在加热开始时温度升高的范围会逐渐扩大,而达到一定的极限尺寸后,不再变化，只随热源移动.即热源周围的温度分布变为恒定,将这种状态称为准稳定态. 厚大焊件焊接时的温度场,在移动热源轴线上各点的温度分布,按两种情况讨论:在热源后方各点的温度与焊接速度无关;在热源前方各点，焊接速度越大,热源前方温度的下降就越急剧.在极大的焊接速度下，其热传播几乎全部在横向上.薄板焊接时的温度场,在移动热源轴线上的温度分布并不是对称于热源中心,而是热源前方温度梯度大,而后方温度梯度小，热源后方的温度分布与焊速有关,这一点与厚大件焊接时不同.薄板焊接还考虑表面传热的影响.大功率告诉移动热源的温度场,大功率高速移动热源以高热功率q和高移动速度v为特征,定义单位长度焊缝上输入的热量q/v为热输入,单位是J/m,当热输入保持常数时工艺参数q和v成比例增加.当移动速度极高时,热传播主要在垂直于热源运动方向上进行,在热源运动方向上的传热很小，可以忽略不计.此时厚大焊件或薄板可以划分为大量垂直于热源移动方向的平面薄层,当热源通过这一薄层时,输入的热量仅仅在此薄层扩散.6 影响焊接温度场的主要因素:热源的种类和焊接工艺参数---焊接热源种类不同,焊接时温度场的分布也不同,电子束焊时热能集中,温度场范围也很小，气焊加热面积大，温度场范围也大.相同的焊接热源,当热源功率保持为常数时,随焊接速度的增加，等温线温度场的宽度和长度均变小,而宽度变小较显著,所以等温线形状变的细长.当焊接速度保持不变,随着热功率q的增加，等温线在焊缝横向变宽,在焊缝方向伸长.当q/v保持定值,同比例改变q和v,会使等温线拉长,温度场的范围也拉长.被焊金属的热物理性质---热物理性质显著影响焊接温度场的分布.不锈钢导热慢,铜铝导热快，相同的焊接热源,相同焊件尺寸情况下，温度场的分布情况有很大的差别.焊件的形态---焊件的几何尺寸,板厚和所处状态,对传热过程均有很大的影响,因此也就影响温度场的分布.热源的分类---瞬时集中热源和连续作用热源.7 焊接热循环:在焊接过程中热源沿着焊件移动时,焊件上某点的温度随着时间由低而高,达到最大值后又由高而低的变化称为焊接热循环.它描述焊接热源对被焊金属的热作用的过程，在焊缝两侧不同距离的点，所经历的热循环是不同的.焊接热循环的主要参数:加热速度,加热最高温度,在相变温度以上的停留时间,冷却速度.冷却速度是决定热影响区组织性能最重要的参数之一,是研究焊接热过程的主要内容.应当指出,这里所指的冷却速度是指焊件上某点热循环的冷却过程中某一瞬时温度的冷却速度.近年来,为了便于测量和分析，采用800-500度的冷却时间来代替瞬时冷却速度,因为800-500度是相变的主要温度范围.与一般热处理相比,焊接时加热速度要大的多,而在高温停留的时间又非常短,冷却速度是自然冷却，由于加热的局部性冷却速度较快,不象热处理那样可以任意保温,这就是焊接热循环所具有的主要特征.热输入E=U.I/v.1 金属焊接性定义及其试验方法金属焊接性根据GB/T3375-94《焊接术语》的定义为：金属材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预期服役要求的能力。

高温焊接过程的热量传递与温度场分析高温焊接是一种常用的金属加工方法，它能够将金属材料通过高温熔化并连接在一起。

在高温焊接过程中，热量传递和温度场的分布对焊接质量起着至关重要的作用。

本文将对高温焊接过程中的热量传递机制和温度场分析进行探讨。

一、热量传递机制在高温焊接过程中，热量传递主要通过三种方式进行：传导、对流和辐射。

传导是指热量通过物质的直接接触传递。

在焊接过程中，焊接电极产生的热量首先通过接触区域与工件表面接触，然后通过工件内部的传导传递到焊接区域。

传导的热量传递方式取决于材料的导热性能和温度梯度。

对流是指热量通过流体介质的传递。

在高温焊接过程中，焊接电极产生的热量会使空气或其他气体产生对流，热量通过对流传递到焊接区域。

对流的热量传递方式取决于气体的流动性质和温度差。

辐射是指热量通过电磁波的传递。

在高温焊接过程中，焊接电极产生的高温会使金属表面发射热辐射，热辐射通过空气或其他介质传递到焊接区域。

辐射的热量传递方式取决于物体的辐射特性和温度差。

综合考虑传导、对流和辐射三种热量传递方式，可以得到高温焊接过程中的总热量传递方程。

该方程可以用来计算焊接过程中的温度场分布。

二、温度场分析温度场分析是指对焊接过程中的温度分布进行研究和分析。

通过对温度场的分析，可以评估焊接过程中的热应力和变形情况，为焊接参数的优化提供依据。

在温度场分析中，需要考虑的因素包括焊接电流、焊接速度、焊接时间、材料的导热性能等。

这些因素会直接影响焊接过程中的热量传递和温度场分布。

为了进行温度场分析，可以采用数值模拟方法。

数值模拟方法可以通过建立数学模型，利用计算机进行模拟计算，得到焊接过程中的温度场分布。

在数值模拟中，需要考虑的参数包括焊接电流、焊接速度、材料的热物性等。

通过对这些参数的调整和优化，可以得到较为准确的温度场分布结果。

温度场分析的结果可以用来评估焊接过程中的热应力和变形情况。

热应力和变形是焊接过程中常见的问题，它们会对焊接接头的性能和稳定性产生重要影响。

《金属熔化焊基础》课程标准一、课程定位《金属熔化焊基础》是高职高专院校焊接技术及自动化专业必修的一门职业技术课程。

它主要讨论焊接材料、焊接热过程、焊接化学冶金过程、焊接接头的组织与性能、焊接缺陷的产生与防止等有关熔化焊的基础理论知识和应用知识。

该课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切联系。

本课程无论对学生的思维素质、创新能力、科学精神以及在工作中解决实际问题的能力的培养，还是对后继课程的学习，都具有十分重要的作用，在整个专业教学计划中占有相当重要的地位。

二、课程目标通过《金属熔化焊基础》课程的学习，使学生具有正确选用焊接材料的能力，初步具有正确制定焊接工艺的能力1.知识目标（1）熟悉焊条、焊丝等焊接材料的型号与牌号的编制规则。

（2）了解常用焊条的工艺性能和冶金性能。

（3）了解熔焊时焊件温度变化的规律，熟悉常用焊接热源及其特性，理解影响焊接温度场及热循环的因素。

（4）熟悉焊接接头在形成过程中其成分、组织与性能变化的基本规律；理解改善焊缝性能的主要措施。

（5）掌握焊接冶金过程中，常见缺陷的特征、产生条件极其影响因素。

2.能力目标（1）能够根据被焊材料、焊件的使用等要求正确选用焊接材料。

（2）能够根据焊接化学冶金的一般规律，合理地选用焊接材料。

（3）能够根据实际情况，在施焊过程中采用合理的措施来改善与控制焊接接头的组织与性能。

（4）能够根据生产实际条件分析缺陷产生的原因，并提出防止措施。

3.素质目标（1）具有勤奋学习的态度，良好的职业道德和爱岗敬业精神。

（2）具有认真、严谨、耐心、细致的工作作风。

三、课程设计1.设计思想教学内容框架绪论（焊接过程的物理本质及发展状况）→焊接材料→焊接热过程→焊接化学冶金过程→焊接接头的组织与性能→焊接缺陷的产生与防止总体设计思路以焊接接头在焊接过程中的组织形成与性能变化为主线，最终落实到焊接材料的选用上，由浅入深、由易到难，理论教学结合实验教学，让学生能够根据被焊材料、焊件的使用等要求正确选用焊接材料。