第4章母材的熔化与焊缝成形解析.ppt

* * 重点 热输入、线能量、熔深、熔宽、 成形系数、余高、熔合比等基本概念； 标征熔池及焊缝形状尺寸的参数； 焊接参数对焊缝形状尺寸的影响。 基本要求 ＊熟练掌握标征熔池及焊缝形状尺寸的几个参数。 ＊熟练掌握热输入、线能量、熔深、熔宽、成形 系数、余高、熔合比等基本概念。 ＊了解作用于熔池上的力。 ＊熟练掌握焊接参数对焊缝形状尺寸的影响。 ＊了解各种焊缝缺陷形成的原因及预防措施。 一、电弧的热输入 （一）热输入： 输入至工件的热功率或单位时间内输入至工件的热量。 q = 0.24? Ua Ia 式中?-电弧加热工件的热效率。 （二）电弧加热工件的热效率? ? 电弧热损失： 1）幅射，对流散热 2）加热W极，焊条头的热量 3）加热焊剂，焊条头 4）飞溅热损失 ? 影响?的因素： 1）焊接方法： TIG、 CO2 、 MIG、SAW的?不同。 2）焊接规范： 表4-1 不同焊接方法的 值 0.70～0.85 0.66 ～ 0.69 0.68 ～ 0.85 0.9 0.83 0.77 ～ 0.90 0.77 ～ 0.87 铝 钢 MIG TIG 电子束及激光焊 电渣焊 埋弧自动焊 厚皮 焊条电弧焊 焊接方法 熔池的形状尺寸 （三）熔池的形状及表征参数 1、熔池的基本概念 由母材上熔化的金属（焊丝、工件）组成的、具有一定几何形状的液态属属叫熔池。引弧后。经过一过渡期后，熔池稳定，形状不再发生变化。熔池的形状为一半椭球形。 y z H l1 l2 x 2、熔池的表征参数： ① 熔宽B；② 熔深；③ 前部长度L1；④ 尾部长度L2 在做出一些假设的基础上，可推导出上述几个尺寸与焊速?s，热输入q之间的关系： ； ； ； 。 B = 2H 式中：Tm——材料的熔点； λ——导热系数； a——热扩散率，a= λ /c ρ ； c——比热； ρ——密度。 （四）工件上的比热流 1、基本概念 (1) 比热流：通过单位面积输入至工件的热功率。 式中：q(r)—离中心距离为r的某点的比热流； qm—中心处的比热流； k—电弧集中系数。 由 可推导出： 影响q(r)因素：焊接工艺参数，电弧长度 式中 为加热斑点的半径: (2)加热斑点： 热源传递给工件的热量是通过一定的面积进行的，该面积叫加热斑点。加热斑点内的每一点处的比热流是不相同的。 q(r)在加热斑点内呈正态分布，即： qm 0.005qm 2、电弧参数对比热流的影响 1) Ua： Ua增大，r↑ k↓ qm↓ 2) 钨极尖角及直径： dw增大或?w增大，qm减小。? 3、比热流对熔池尺寸的影响 K↑ 则H↑ B↓ K↓ 则H↓ B↓ （焊速大时） B↑ （焊速小时） 一、使熔池凹陷的作用力 1、电弧静压力及动压力： Fp、Fc均指向熔池，使之凹陷，热源下移，有利 于增大H。 MIG焊时的Fp易于导致指状熔深。 ? 2、细熔滴的冲击力： 使熔池凹陷，增大H，易于导致指状熔深 3、熔池金属的重力： 其大小正比于熔池体积，其作用与空间位置有关。 (1) 立、仰、横焊时，重力使熔池不稳，易于使熔池下坠。 (2) 平焊时，稳定 电弧力 细熔滴的冲击力 FP及FC 二、影响熔池对流的力 1、TIG焊时的等离子流力 等离子流挺度较小，碰到熔池后，沿着熔池向外走。因此， 表面：从中心向四周流； 中心：从下至上； 熔池浅而宽。 2、浮力 中心：从下至上； 熔池浅而宽。 3、电磁力 熔池上形成斑点时，电流进入熔池后发散，形成向下的推力，导致涡流换热。增大熔深。