影响焊接温度场的主要因素有哪些?
发布时间: 2019-10-21作者：baile100浏览量：
答(1)热源性质按焊接传热学的实践与理论，用焊 条电弧焊焊接厚度大于25mm的钢板，此时的热源可认为是 点状热源，焊件是三维温度场。100mm厚的焊件进行电渣 焊，则认为是线状热源，焊件是平面传热，属二维温度场。
气焊时，热源作用的面积虽大但效率低；埋弧焊时的热量比较集中；等离子弧焊的热能相当集中。不同的焊接热源，焊件的温度场也各不相同
(2)焊接热输入同样的焊接热源，采用不同的焊接热输入(主要是热源功率q和焊接速度v)对温度场有很大的影响。以低碳钢电弧焊接为例，当q为常数时，随着焊接速度的增大，等温线的范围变小，即温度场的宽度和长度都变小，温度场的形状变得细长。当q保持定值时，即在相同比例的情况下，增大q与时，会使等温线拉长，也就是使温度场的范围增大，并且拉长。
(3)被焊金属的热物理性质由于金属材料的热物理性质不同，必然会影响到焊接温度场的分布。对焊接温度场影响的热物理性质有以下几种：
1)热导率(导热系数)(A)。表示金属材料的导热能力。热导率A随着金属材料的化学成分、组织和温度的不同而变化。
2)比热容(c)。1g物质每升高1℃时所需的热能。各种材料具有不同的比热容，而同样的材料当温度变化时，比热容也随之变化。
3)热扩散率(a)。表示温度传播的速度。
4)体积比热容(cn)。单位体积的物质每升高1℃所需的热能。
5)比热焓(h)。1g物质从0℃加热到T时所吸收的热能，即在某温度下1g物质所含有的热能。
6)表面散热系数(a)。表明金属散热的能力，其物理意义是散热体表面与周围介质相差1℃时，通过单位面积在单位时间内所散失的热量。
焊接铬镍奥氏体不锈钢时，相同等温线的范围(例如600℃)要比焊接低碳钢时要大，原因是奥氏体不锈钢的导热性比较差，铬镍奥氏体不锈钢A=0.252W/(cm:℃),低碳钢λ=0.42W/(cm·℃)。因此，当焊接铬镍奥氏体不锈钢和耐热钢时，所选用的焊接热输入(q/v)应比焊接低碳钢时要小。但是焊接铝或铜时，由于材料的导热性能很好，因此应选用比焊接低碳钢时更大的热输入才能保证质量。
(4)焊件的形状与尺寸焊件的几何形状、尺寸及板厚、所处的状态(例如环境温度、预热及后热)对焊件传热有很大的影响，所以不同情况下的温度场不同。
)厚大焊件。属于x、y、z三向传热(空间传热),热源特征为点状，热传播为半球形。试验表明，焊条电弧焊在正常的焊接工艺参数下，板厚大于25mm的低碳钢板或是20mm以上的不锈钢焊件均可认为是厚大焊件。
2)薄板。属于x、y二向传热(平面传热),热源特征为线状。焊条电弧焊时，8mm以下的低碳钢板及5mm以下的不锈钢可认为是薄板。
3)细棒。属于x轴的单向传热(线性传热),热源特征为面状。工程上的棒材电阻对焊及焊条电弧焊时的焊条加热都可认为是细棒受热。
此外，接头形式、坡口形状、装配间隙及具体的焊接工艺等对温度场都有不同程度的影响。
气焊时，热源作用的面积虽大但效率低；埋弧焊时的热量比较集中；等离子弧焊的热能相当集中。不同的焊接热源，焊件的温度场也各不相同
(2)焊接热输入同样的焊接热源，采用不同的焊接热输入(主要是热源功率q和焊接速度v)对温度场有很大的影响。以低碳钢电弧焊接为例，当q为常数时，随着焊接速度的增大，等温线的范围变小，即温度场的宽度和长度都变小，温度场的形状变得细长。当q保持定值时，即在相同比例的情况下，增大q与时，会使等温线拉长，也就是使温度场的范围增大，并且拉长。
(3)被焊金属的热物理性质由于金属材料的热物理性质不同，必然会影响到焊接温度场的分布。对焊接温度场影响的热物理性质有以下几种：
1)热导率(导热系数)(A)。表示金属材料的导热能力。热导率A随着金属材料的化学成分、组织和温度的不同而变化。
2)比热容(c)。1g物质每升高1℃时所需的热能。各种材料具有不同的比热容，而同样的材料当温度变化时，比热容也随之变化。
3)热扩散率(a)。表示温度传播的速度。
4)体积比热容(cn)。单位体积的物质每升高1℃所需的热能。
5)比热焓(h)。1g物质从0℃加热到T时所吸收的热能，即在某温度下1g物质所含有的热能。
6)表面散热系数(a)。表明金属散热的能力，其物理意义是散热体表面与周围介质相差1℃时，通过单位面积在单位时间内所散失的热量。
焊接铬镍奥氏体不锈钢时，相同等温线的范围(例如600℃)要比焊接低碳钢时要大，原因是奥氏体不锈钢的导热性比较差，铬镍奥氏体不锈钢A=0.252W/(cm:℃),低碳钢λ=0.42W/(cm·℃)。因此，当焊接铬镍奥氏体不锈钢和耐热钢时，所选用的焊接热输入(q/v)应比焊接低碳钢时要小。但是焊接铝或铜时，由于材料的导热性能很好，因此应选用比焊接低碳钢时更大的热输入才能保证质量。
(4)焊件的形状与尺寸焊件的几何形状、尺寸及板厚、所处的状态(例如环境温度、预热及后热)对焊件传热有很大的影响，所以不同情况下的温度场不同。
)厚大焊件。属于x、y、z三向传热(空间传热),热源特征为点状，热传播为半球形。试验表明，焊条电弧焊在正常的焊接工艺参数下，板厚大于25mm的低碳钢板或是20mm以上的不锈钢焊件均可认为是厚大焊件。
2)薄板。属于x、y二向传热(平面传热),热源特征为线状。焊条电弧焊时，8mm以下的低碳钢板及5mm以下的不锈钢可认为是薄板。
3)细棒。属于x轴的单向传热(线性传热),热源特征为面状。工程上的棒材电阻对焊及焊条电弧焊时的焊条加热都可认为是细棒受热。
此外，接头形式、坡口形状、装配间隙及具体的焊接工艺等对温度场都有不同程度的影响。
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