高效焊接熔池
高效焊接熔池PPT课件
• d3 = mm
d2
• Shielding gas
• Welding direction
d3
Contact Tip
d1
Workpiece
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Heat Input (Base Metal Current) Control
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焊接速度达1.27m/min , 焊缝成形良好,没有成形缺陷
短路过渡GMAW电压电流波形（I=50A V=1.5m/min）
Nd:YAG激光＋GMAW电弧复合热源短路过渡电压电流波形 (I=50A, Q=1200W, V=2.0m/min）
激光＋电弧复合热源焊接过程中，激光能量的加 入可以使熔滴过渡过程稳定，并能加快其过渡频率。
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复合热源焊接可以改善表面成形
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谢谢大家！
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感谢您的观看！
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f1(z)
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z H ze
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f0 (z) r0 (z)
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基于QPAW计算出的焊缝横断面与实验结果
（9.6mm厚不锈钢板,U＝31.2V，I＝240A，v0＝
2mm/s）
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DE-GMAW
MIG
DE-GMAW
MIG
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DE-GMAW
MIG
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DE-GMAW
MIG
DE-GMAW焊接接头变形的有限元分析结果
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焊疤与熔池自动脱落技巧
焊疤与熔池自动脱落技巧焊接是一种常用的连接金属的工艺，但在焊接过程中往往会留下焊疤和熔池。
焊疤是焊接过程中焊接接头的外部部分，熔池则是焊接接头内部形成的熔化的金属。
在一些应用领域，如航空航天、汽车制造等，焊缝的完美外观和品质是至关重要的。
因此，焊疤与熔池的自动脱落技巧就显得尤为重要。
下面将详细介绍几种常见的焊疤与熔池自动脱落技巧：1.机械方法：机械方法是最常用的焊疤与熔池自动脱落技巧之一、它包括使用特殊的焊缝刨刀、刮刀等工具，通过机械力的作用将焊疤和熔池从焊缝上脱落。
这种方法简单易行，但需要大量的人力投入，且容易对焊接接头造成损伤。
2.磨削方法：磨削方法是另一种常见的焊疤与熔池自动脱落技巧。
它通过使用磨削工具，如磨片、砂轮等，对焊缝进行磨削，将焊疤和熔池清除。
这种方法适用于较大面积的焊接接头，但需要耗费较多的时间和能源，且容易产生大量的金属粉尘。
3.化学方法：化学方法是一种新型的焊疤与熔池自动脱落技巧。
它利用化学物质的特性对焊缝进行处理，使焊疤和熔池溶解或脱离焊缝表面。
常用的化学方法包括使用酸洗剂、溶剂等对焊接接头进行处理。
这种方法具有高效、环保的特点，但需要注意选择合适的化学物质，并严格控制处理过程的条件。
4.激光方法：激光方法是一种高精度、非接触的焊疤与熔池自动脱落技巧。
它通过聚焦激光光束对焊缝进行照射，使焊疤和熔池快速蒸发、挥发，从而实现脱落。
这种方法具有高效、精确的特点，但需要较高的设备投入和技术水平。
总之，焊疤与熔池的自动脱落技巧有多种选择，可以根据具体的需求和条件选择适合的方法。
在实际应用中，可以结合不同的技巧，采用多种手段相结合的方式，以达到最佳的脱落效果。
同时，要根据焊接接头的材料、尺寸和要求等因素，合理选择脱落方法，并严格控制脱落过程中的参数，以确保焊接接头的质量和外观。
最后，需要注意安全措施，保护好工作人员的安全，并遵守相关环保法规，减少对环境的污染。
激光热传导焊接和激光深熔焊的原理
激光热传导焊接和激光深熔焊的原理激光焊接是一种利用高能激光束将材料加热至熔化并使其熔池与母材熔池相互混合并冷却凝固的焊接方法。
其中，激光热传导焊接和激光深熔焊是两种常见的激光焊接方式。
1. 激光热传导焊接的原理激光热传导焊接是通过激光束的高能量密度，将焊接区域的材料表面加热至接近熔点的温度，然后利用导热效应将热量传导至焊缝两侧的母材，使其局部熔化。
在激光束移动的过程中，熔池向前方推进，形成一个连续的焊缝。
在激光热传导焊接过程中，激光束的高能量密度使得焊接区域瞬间加热，达到熔化温度。
随后，热量沿着焊缝方向向两侧扩散，使母材局部加热并熔化。
最后，激光束继续移动，焊缝逐渐凝固，形成焊接接头。
激光热传导焊接具有热输入少、热影响区小、焊接变形小等优点。
然而，由于其焊接深度有限，适用于焊接薄板或表面焊接。
2. 激光深熔焊的原理激光深熔焊是通过激光束的高能量密度，将焊接区域的材料加热至超过熔点的温度，使其完全熔化并形成熔池。
在激光束移动的过程中，熔池逐渐凝固，形成一条连续的焊缝。
在激光深熔焊过程中，激光束的高能量密度使得焊接区域瞬间加热至超过熔点的温度，使材料完全熔化。
随后，熔池逐渐凝固并形成焊接接头。
激光深熔焊具有焊接深度大、焊接速度快、焊缝质量高等优点。
它适用于焊接厚板、复杂结构和高强度材料等。
总结：激光热传导焊接和激光深熔焊是两种常见的激光焊接方式。
激光热传导焊接通过激光束的高能量密度，将焊接区域的材料加热至接近熔点的温度，然后利用导热效应将热量传导至焊缝两侧的母材，形成焊接接头。
而激光深熔焊则是通过激光束的高能量密度将焊接区域的材料完全熔化，并形成焊接接头。
两种焊接方式在应用中各有优势，可以根据具体的焊接需求选择合适的方式。
无论是激光热传导焊接还是激光深熔焊，激光焊接技术的发展为现代制造业的发展提供了重要的支撑，为材料的焊接提供了高效、精确和可靠的解决方案。
激光焊接工艺参数
激光焊接工艺参数激光焊接是一种高精度、高效率的焊接方法，其原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。
前者适用于功率密度小于104~105 W/cm2的情况，而后者则适用于功率密度大于105~107 W/cm2的情况。
在激光深熔焊接中，能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。
在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔，小孔内充满高温蒸汽，孔壁外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。
小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。
激光焊接的主要工艺参数包括激光功率、激光束直径、焊接速度、焊接距离、焊接角度、焊接气体等。
其中，激光功率是最关键的参数，它决定了焊缝的宽度和深度。
激光束直径和焊接速度的关系也非常重要，如果激光束直径过大，焊缝将会过宽，而如果焊接速度过快，焊缝将会过窄。
焊接距离和焊接角度也会影响焊缝的质量，而焊接气体则可以保护焊缝和减少氧化。
因此，在进行激光焊接时，需要根据具体情况调整这些参数，以获得最佳的焊接效果。
激光焊接中，激光功率是一个关键因素。
当激光功率密度超过一定的阈值时，熔深会大幅度提高，等离子体才会产生，从而实现稳定深熔焊。
如果激光功率低于此阈值，则只会发生表面熔化，即焊接以稳定热传导型进行。
当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，导致熔深波动很大。
因此，在激光深熔焊时，需要同时控制激光功率和焊接速度。
光束焦斑大小是激光焊接中最重要的变量之一，因为它决定功率密度。
然而，对于高功率激光来说，测量光束焦斑大小是一个难题。
最简单的方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。
但是，需要通过实践来掌握激光功率大小和光束作用的时间。
材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。
焊接熔池凝固ppt课件
等温线
晶粒成长线速度分析图 结晶形态：弯曲柱状晶
10
R= v·cos
式中，R—晶粒成长的平均线速度 v —焊接速度 —焊接方向与熔池边界法线方向的夹角
cos 值取决于焊接参数和被焊金属的热物理性质。 在熔池边界（熔合线上）
∵ ＝90°，∴ R=0 在焊缝中心（Y＝0）
∵ ＝0 °，∴ R＝v.
8
2.2 晶核长大
与焊接熔池边界垂直的方向， 温度梯度G最大，散热最快。
每一种晶体结构都存在一个 最优结晶取向（树枝晶或胞 状晶最易生长的方向）；
对于fcc和bcc点阵的金属 （Fe, Ni, Cu, Al），最优 结晶取向为<100>。
在凝固过程中，最优结晶取 向与与散热最快的方向一致 时，晶粒生长最快而优先长 大——择优长大；
焊缝中柱状晶体的选择长大
9
2.3 结晶线速度
设液相等温线上任一点A的 晶粒主轴，沿等温线法线方向 （S－S）生长，此方向与X轴的 夹角为。
设结晶速度为R，焊接速度 为V，经过dt时间后，焊接熔池 移动dx，A点便移至B点，A点晶 粒长大至C点。
当dx很小时， ds=dx cos ds/dt =dx/dt × cos 即 R= v cos
4
1.3 动态下凝固。
处于热源移动方向前端的母材不断熔化，连同过渡到 熔池中的焊丝熔滴一起在电弧吹力作用下，对流至熔池后 部。随热源的离去，熔池后部的液态金属立即开始凝固， 形成焊缝
1.4 对流强烈。
熔池中存在各种作用力，如电弧的机械力、气流吹力、 电磁力，以及液态金属中密度差别，使熔池中存在有强烈 的搅拌和对流，其方向一般趋于从熔池头部向尾部流动。
1
1.焊接熔池特征
激光焊接技术
激光焊接技术激光焊接技术是一种新型的高精度、高效率的焊接技术，可以在材料表面形成高能量密度焊缝，并将材料熔化焊接在一起。
激光焊接技术的特点是焊接速度快、效率高，焊缝形状优美，自动化程度高，质量可靠，广泛应用于航空、航天、军工、汽车、电子等领域。
一、激光焊接技术原理激光焊接技术是利用激光器将高能量密度的激光束集中在焊缝上，使材料熔化、熔池形成、冷却凝固而实现焊接的一种先进的现代化焊接方法。
激光束是由半导体激光器或固体激光器通过电子控制系统控制光束形状和作用时间发射出来的。
激光焊接的过程主要包括：激光束的聚焦、能量传递、熔化和混合、物质传递、凝固、焊缝形成。
二、激光焊接技术的发展激光焊接技术的发展主要经历了三个阶段：第一阶段：激光器材料的发展阶段，20世纪60年代，激光器材料逐渐成熟，发展起了高质量的氦氖和二氧化碳激光器。
第二阶段：焊接技术发展阶段，20世纪70年代，随着激光器的发展和材料科学的进步，激光焊接技术出现并得到了发展。
激光焊接技术的应用范围不断扩展，新型激光器的发展也为激光焊接技术的发展提供了更加先进的技术支持。
第三阶段：新技术的发展阶段， 20世纪80年代，多光子激光焊接技术、激光力学碎片技术、光纤激光传输技术等激光技术新技术的产生，为激光焊接技术的提升和发展提供了新的方向和思路。
三、激光焊接技术的应用激光焊接技术广泛应用于各种材料的焊接中，如金属材料、塑料材料、陶瓷材料等。
特别是对于高难度、高要求的应用领域，如修复设备、航空、航天、军工、汽车、电子、仪器、5G通信等领域的应用，激光焊接技术具有独特的优势。
四、激光焊接技术的优点1、激光焊接技术的焊缝成型放心，无需表面处理，可以达到密封、抗剪强度高等特点。
2、激光焊接技术的深度可以向内渗透，从而保证长时间有效的连接，无需二次处理。
3、激光焊接技术的低热影响区，焊接过程中的热量非常集中，对焊接件的影响很小，可以减轻变形。
4、激光焊接技术的可靠性高，通过电脑控制，可以达到一定的自动化程度。
磁控高效MIG焊电弧-熔滴-熔池耦合行为数值模拟研究
磁控高效MIG焊电弧-熔滴-熔池耦合行为数值模拟研究磁控高效MIG焊电弧-熔滴-熔池耦合行为数值模拟研究随着工业领域的发展，对焊接技术的要求也越来越高。
在焊接过程中，电弧-熔滴-熔池三者之间的耦合行为对焊接质量和效率有着重要影响。
因此，研究电弧-熔滴-熔池之间的耦合行为对于优化焊接工艺具有重要意义。
为了深入了解磁控高效MIG焊中电弧-熔滴-熔池之间的相互作用，我们进行了数值模拟研究。
本研究基于计算流体力学（CFD）方法，采用了OpenFOAM软件进行数值模拟，并结合了磁流体力学（MHD）模型和多相流模型，对电弧-熔滴-熔池的行为进行了细致分析。
首先，我们从电弧的形成开始。
电弧是焊接过程中产生的高温等离子体，它是通过两个电极之间的电流放电产生的。
在磁控高效MIG焊中，强磁场的作用会对电弧产生显著影响。
我们通过模拟研究了磁场对电弧的形态和稳定性的影响。
结果表明，磁场的存在可以改善电弧的稳定性，并能够控制电弧的沿焊丝流动的方向。
接下来我们研究了熔滴脱落的过程。
熔滴是由焊丝在电弧作用下熔化而形成的液态金属滴，它的脱落对焊接质量有着重要影响。
通过数值模拟，我们探究了熔滴脱落的机理和影响因素。
研究结果表明，在磁场的作用下，熔滴的脱落更加稳定，并且可以控制脱落角度和速度，从而提高焊接效率和质量。
最后，我们对熔池的行为进行了分析。
熔池是焊接过程中形成的液态金属池，它对焊接接头的形成和稳定性有着重要的影响。
我们通过模拟研究了熔池的形状、尺寸和温度分布，并探讨了磁场对熔池行为的影响。
结果表明，在磁场的作用下，熔池形状更加稳定，温度分布更加均匀，从而提高焊接质量。
总之，本研究通过数值模拟研究了磁控高效MIG焊中电弧-熔滴-熔池之间的耦合行为。
结果表明，磁场的存在可以改善电弧的稳定性、控制熔滴脱落和熔池形状，从而提高焊接质量和效率。
本研究对于优化磁控高效MIG焊的工艺参数具有重要的借鉴意义，为进一步提升焊接技术水平提供了理论依据综上所述，本研究通过模拟研究了磁场对电弧、熔滴和熔池行为的影响，并发现磁场的存在可以显著改善焊接过程中的稳定性和控制性。
焊接名词解释
1．熔焊（熔化焊）将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。
2．熔池熔焊时在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分。
3．弧坑弧焊时，由于断弧或收弧不当，在焊道未端形成的低洼部分。
4．熔敷金属完全由填充金属熔化后所形成的焊缝金属。
5．熔敷顺序堆焊或多层焊时，在焊缝横截面上各焊道的施焊次序。
6．焊道每一次熔敷所形成的一条单道焊缝。
7．根部焊道多层焊时，在接头根部焊接的焊道。
8．打底焊道单面坡口对接焊时，形成背垫（起背垫作用）的焊道。
9．封底焊道单面对接坡口焊完后，又在焊缝背面侧施焊的最终焊道（是否清根可视需要确定）。
10．熔透焊道只从一面焊接而使接头完全熔透的焊道，一般指单面焊双面成形焊道。
11．摆动焊道焊接时，电极作横向摆动所完成的焊道。
12．线状焊道焊接时，电极不摆动，呈线状前进所完成的窄焊道。
13．焊波焊缝表面上的鱼鳞状波纹。
14．焊层多层焊时的每一个分层。
每个焊层可由一条焊道或几条并排相搭的焊道所组成。
由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。
16．引弧弧焊时，引燃焊接电弧的过程。
17．电弧稳定性电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和磁偏吹等）的程度。
18．电弧挺度在热收缩和磁收缩等效应的作用下，电弧沿电极轴向挺直的程度。
19．电弧力等离子电弧在离子体所形成的轴向力，也可指电弧对熔滴和熔池的机械作用力。
20．电弧动特性对于一定弧长的电弧，当电弧电流发生连续的快速变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系。
21．电弧静特性在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下，电弧稳定燃烧时，焊接电流与电弧电压变化的关系。
一般也称伏-安特性。
22．脉冲电弧以脉冲方式供给电流的电弧。
23．硬电弧电弧电压（或弧长）稍微变化，引起电流明显变化的电弧。
24．软电弧电弧电压变化时，电流值几乎不变的电弧。
25．电弧自身调节熔化极电弧焊中，当焊丝等速送进时，电弧本身具有的自动调节并恢复其弧长的特性。
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2mm/s）
计算出焊缝横断面与实验结果 (9.6mm厚不锈钢板,基于QPAW)
z(mm)
z(mm)
Experimental QPAW
11
9
7
5
3
1
-1 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 x(mm)
（U＝31.7V，I＝250A， v0＝2mm/s）
高效焊接熔池形态及热过程 数值分析的研究进展
山东大学 武传松 2007-8-25
* 高效、优质、低耗是当前制造业对 焊接技术提出的迫切要求.
* 焊接作为一种重要的制造成形工艺， 其效率的提高对企业总的生产率的提 高有着举足轻重的影响.
* 现代制造业为了增强市场竞争能力， 对焊接生产加工的效率提出了越来越 高的要求..
二. DE-GMAW高速电弧焊接
I =Ibm + Ibp. I: wire current; Ibm: base metal current; Ibp: bypass current
Torches in DE-GMAW
Parameters for a Stable Process
• Tungsten electrode • Angle: < 60˚ • d1 = mm • d2 = mm • d3 = mm • Shielding gas • Welding direction
Nd:YAG激光＋GMAW电弧复合热源短路过渡电压电流波形 (I=50A, Q=1200W, V=2.0m/min）
激光＋电弧复合热源焊接过程中，激光能量的加 入可以使熔滴过渡过程稳定，并能加快其过渡频率。
复合热源焊接可以改善表面成形
复合热源焊接
脉冲GMAW焊接
脉冲GMAW焊缝成形和Nd:YAG 激光+脉冲GMAW复合热源焊缝形成的比较 (I=150A, V=1.2m/min, PL=2000W)
欧洲DockLaser项目
(12kWCO2激光+MAG)
德国Meyer船厂 采用Hybrid方法进行 平板对接和筋板角焊缝的自动化焊接, 平板对接厚度达15mm,长度20m, 角接的筋板厚度达12mm.
筋 板 与 平 线板 角 接 生 产
平板对接生产线
10kW光纤激光+MAG复合焊用于造船
车门焊缝总长 4980mm, 其中激光-MIG复合焊缝48条, 长3570mm, 激光焊缝11条, 长1030mm, MIG焊缝7条, 长380mm
2.5
meassured
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
-3.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Predicted and measured weld cross section in DEGMAW
DE-GMAW
MIG
DE-GMAW
MIG
DE-GMAW
MIG
DE-GMAW
0.53s
1.51s
2.48s
3.07s
3.96s
4.56s
基于瞬态PAW热源模式（TPAW）计算出的结果（工件纵截面） （ w_XCrNi1810，U＝31.7V，I＝250A，v0＝2mm/s）
0.53s
1.51s
2.48s
3.07s
3.96s
4.56s
基于瞬态PAW热源模式（TPAW）计算出的结果（工件横截面） （ w_XCrNi1810，U＝31.7V，I＝250A，v0＝2mm/s）
Welding Direction
Bypass
θ
Torch
d2
d3
Contact Tip
d1
Workpiece
Heat Input (Base Metal Current) Control
焊接速度达1.27m/min , 焊缝成形良好,没有成形缺陷
DE-GMAW高效焊接热场的有限元分析
3.0
predicted
短路过渡GMAW和Nd:YAG激光+GMAW复合热源焊接速度的比较 （PL＝1400W，D＝1mm，∆z=-1mm）
激光能量加入到短路过渡GMAW焊接过程中可 以大幅度提高其焊接速度，复合热源的焊接速度可 以接近10 m/min.
2kW CW Nd:YAG激光功率的等效脉冲电弧功率
在采用Nd:YAG激光+GMAW复合热源焊接铝合 金研究中发现：对于相同的焊缝熔深，2 kW的YAG 激光的等效电弧功率为4 kW。
3.小孔等离子弧准稳态热源模式 （QPAW: Quasi-steady state PAW heat source）
150000C
PAW焊接熔池及小孔形状示意图
准稳态PAW热源作用模式QPAW
qa (r,
z)
ze
9IU e3
zi e3 1
re2
exp
3r 2 r02
r x2 y 2 x x0 2 y y0 v0t 2
谢谢大家！
知识回顾 Knowledge
Review
祝您成功
建立恰当的,适用的等离子弧焊接的体积热 源作用模式: 考虑: • ’倒喇叭’状焊缝断面的特点, • 热流沿工件厚度方向的分布, • 等离子流力对熔池的”挖掘”作用.
(1)体积热源的作用区域,在工件上表面最大,在 下表面最小;沿工件厚度方向,按某种规律衰减;
(2)沿工件厚度方向,热流最大值恒定;在垂直z轴
可以得出不同工艺条件下焊接温度场 和焊缝成形的基础数据，
这对于深入了解工艺机理、优化焊接 工艺参数、实现焊接过程自动控制， 都具有重要的理论意义和工程实用价 值。
一.等离子弧焊接热过程分析
等离子弧焊接,能量高度集中,形成穿透工件的小孔,焊缝深 而窄. 必须考虑热流沿工件厚度方向的分布,以及等离子流力对熔 池的”挖掘”作用.
Experimental Predicted
11
9
7
5
3
1
-1 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 x(mm)
（U＝31.2V，I＝240A， v0＝2mm/s）
0.53s
1.51s
2.48s
3.07s
3.96s
4.56s
基于瞬态PAW热源模式（TPAW）计算出的结果（工件上表面） （ w_XCrNi1810，U＝31.7V，I＝250A，v0＝2mm/s）
提高焊接生产率的主要途径:
• 采用高能密度焊接工艺技术（等离子 弧焊接、激光焊、电子束焊）；
• 对现有电弧焊工艺进行高效化改进 （如Tandem焊接, T.I.M.E.焊接， DE-GMAW焊接等），充分利用电弧 焊低成本和高适应性的特点；
• 复合热源焊接技术（如激光+电弧复 合焊接）。
对各类高效焊接过程的熔池形态与传 热过程进行数值分析，
热量输入低； 接头装配精度可降低；
低功率激光焊与电弧焊复合可以达到大功率激光焊的 熔深水平
复合热源焊接速度高
Welding speed v/(m/min)
10
GMAW
8
Hybrid welding
6
4
2
0 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Welding current I/A
的任一平面内,热流按高斯分布;
根据以上两点,提出两个体积热源模式: 1.三维锥体体积热源模式（TDC: Three-
dimensional conical heat source）
qa
(r,
z)Leabharlann ze9IU e3zi e3 1
re2
exp
3r 2 r02
r x2 y2 (x x0 )2 ( y y0 v0t)2
MIG
DE-GMAW焊接接头变形的有限元分析结果
三.激光+GMAW电弧复合热源焊接
电弧焊/GMAW 能量便宜 可填充金属 对间隙不敏感 焊速低 变形大
激光焊/Laserwelding 穿透力强 焊接速度快 热输入量低 变形小 焊缝搭桥能力差 接头装配要求高 初始投资大
复合热源焊接/Hybrid welding 焊接过程稳定； 焊缝美观； 焊接速度快；
复合热源能够有效改善表面焊缝金属的铺 展性，并极大改善焊缝成形。
复合热源焊接分类
1) 激光辅助电弧复合热源焊接(PL≤500W): 复合热源焊接过程呈现电弧焊的主要特征，激光主
要用于稳定和压缩电弧以提高其热效率。主要适用于 薄板的高效焊接。 2) 千瓦级激光＋电弧复合热源焊接 (PL≤5~10kW):
f1(z)
re H
z H ze
r0 z
re ri lnz lnze lnzi
ri
ln ze ln ze
re ln zi lnzi
f0 (z) r0 (z)
基于QPAW计算出的焊缝横断面与实验结果
（9.6mm厚不锈钢板,U＝31.2V，I＝240A，v0＝
2mm/s）
基于QPAW计算出的焊缝横断面与实验结果
r0 (z)
re
re
ri
ze ze
z zi
三维锥体热源模式（TDC）
2.改进型三维锥体体积热源模式 （MTDC:Modified three-dimensional conical heat source）:
qa (r,
z)
ze
9IU e3
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exp
3r 2 r02