焊接热源模型读书报告1

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焊接总结报告范文(3篇)

焊接总结报告范文(3篇)

第1篇一、前言焊接技术作为现代工业生产中不可或缺的重要工艺,其应用范围广泛,涉及航空航天、汽车制造、建筑、船舶等多个领域。

为了提高学生的实际操作技能,培养具备创新精神和实践能力的高素质人才,我校开展了为期两周的焊接实训课程。

以下是本次焊接实训的总结报告。

二、实训目的1. 使学生掌握焊接的基本原理和操作技能,提高学生的动手能力。

2. 培养学生的团队合作精神和创新意识,激发学生对焊接技术的兴趣。

3. 使学生了解焊接技术在现代工业生产中的重要作用,为今后的就业和发展奠定基础。

三、实训内容1. 焊接原理与设备2. 焊接工艺及操作方法3. 焊接质量控制及检验4. 焊接安全及环保四、实训过程1. 理论学习在实训开始前,我们首先进行了为期一周的理论学习。

通过学习,学生们掌握了焊接的基本原理、焊接工艺、焊接质量控制及检验等方面的知识。

2. 实践操作在理论学习的基础上,学生们开始了实践操作环节。

实训过程中,学生们按照教师的要求,分别进行了以下操作:(1)手工电弧焊:学生们学习了手工电弧焊的基本操作方法,包括引弧、运条、收尾等,并亲手进行了焊接实践。

(2)气保焊:学生们掌握了气保焊的操作要领,学会了如何调整焊接参数,以确保焊接质量。

(3)二氧化碳气体保护焊:学生们了解了二氧化碳气体保护焊的原理和操作方法,并进行了实际操作。

(4)焊接质量控制及检验:学生们学习了焊接质量的检验标准和方法,掌握了焊接缺陷的识别和预防措施。

3. 团队合作与交流在实训过程中,学生们积极参与团队合作,共同完成焊接任务。

同时,学生们还互相交流心得体会,分享操作经验,提高了实训效果。

五、实训成果1. 学生们掌握了焊接的基本原理和操作技能,能够独立完成焊接任务。

2. 学生们的团队合作精神和创新意识得到提高,培养了良好的沟通与协作能力。

3. 学生们对焊接技术在现代工业生产中的重要作用有了更深刻的认识。

4. 学生们在实训过程中表现出了严谨的工作态度和良好的学习习惯。

熔化焊焊接热源模型及其发展趋势_郑振太 - 副本

熔化焊焊接热源模型及其发展趋势_郑振太 - 副本
3 焊接热源模型的发展趋势
从熔化焊热源模型的历史 来看 , 其发展有如下几 个特点 : 3.1 模型的空间维数方面已经发展到三维
以经典的热源模型为例 , 从上个世纪 40年代开始 的一维点热源模型 , 到二维的高斯圆形热源模型 , 再到 三维的双椭球热源模型 , 焊接热源模型经历了空间维 数渐进的过程 。 三维焊接热源模型已经可以十分充分 地描述焊接热流在空间的分布特点 , 在此方面不大可 能再有发展 。 3.2 模型的空间形状方面的发展已经接近极至
参数的部分或全部参数是不是时间的函数 。 是则为动 态焊接热源模型 , 否则为静态焊接热源模型 。
2 焊接热源模型的分类
正因为在焊接数值模拟中热源模型的基础性和重 要性 , 所以自焊接数值模拟 (包括解析计算 )研究开始 至今出现了许多热源模型 , 均有不同范围和不同程度 的适用性 。例如 , 高斯圆柱形热源 [ 15] 、热流密度均匀分 布的柱状热源 [ 16] 及旋转高斯曲面体热源 [ 7] , 半球形热 源 [ 17] , 椭 球 形 热 源 , 双 椭 球 形 热 源 [ 6, 18] , 椭 圆 形 热 源 [ 19] , 双椭圆形热源 [ 20, 21] , 圆盘形热源[ 19] , 结合型分布 圆形热源 [ 10] , 二维移动线热源 、二维均匀的带热源和矩 形热源 、二维均匀圆热源 、高斯分布的二维 面热源 、移 动圆柱热源 、长方体热源 、圆锥形热源 、点 -线热源[ 22] , 指数衰减的柱体热源 [ 22, 23] 、线性衰减的柱体热源及抛 物线衰减的柱体热源[ 23] 等等 。 根据焊接热源模型的定 义及确定 静态焊接 热源模型 的二要素 来区分 这些模 型 , 如表 1和表 2所示 。
一维 瞬时点热 源 瞬时线热 源

焊接过程温度场数值模拟中热源模型的选择

焊接过程温度场数值模拟中热源模型的选择

赵 欣等:焊接过程温度场数值模拟中热源模型的选择429焊接过程温度场数值模拟中热源模型的选择赵 欣 张彦华(北京航空航天大学机械工程学院,北京 100083)摘 要:建立合理的热源模型是焊接过程数值模拟结果准确可靠的前提。

本文总结了各种常用的热源模型,讨论焊接过程温度场数值模拟中热源模型的选择方法。

关键词:温度场;数值模拟;热源模型1 序 言焊接过程通常是材料在具有高能量密度的热源作用下,连接区域局部熔化或呈塑性状态,进而冷却形成焊缝和焊接接头的过程。

焊接的过程伴随着材料加热和冷却的热过程,研究焊接的热过程对于研究焊接冶金、焊缝凝固结晶、母材热影响区的组织和性能、焊接应力与变形以及焊接缺陷的产生等都有着重要的意义。

利用计算机技术对焊接过程的温度场进行数值模拟是研究焊接热过程的重要方法,通过数值计算可以得到焊接过程中母材上任意点任意时刻的瞬时精确解,而建立合理的热源模型是数值模拟计算结果准确可靠的前提。

本文在多年焊接数值模拟及实验经验的基础上讨论焊接过程温度场数值模拟中热源模型的选择方法。

确定数值模拟中的热源模型,即确定合理的焊接热流分布函数,使模拟的温度场符合实际焊接的情况。

热源模型的建立准则是熔池边界准则,即与实际焊接相比输入相同热量的情况下,如果使用所选热源模型所模拟得到的熔池区域边界(Fusion Zone Boundary ,FZB )与实际焊缝熔合线相符,那么就认为此热源模型是合理的[1]。

对于现有热源模型的选择使用及发展均以此准则作为出发点,同时,这一准则也为判断所选模型是否合理提供了依据。

事实上,我们总是依据不同焊缝的热源特点和表现出的不同形貌特征来选择和组合热源模型,以使得模拟得到的熔池边界区域与实际焊缝融合线相符。

这样得到的焊接温度场数值模拟的结果是能够满足焊接力学分析的要求的。

2 表面热源模型 表面热源模型的特点是外界热量只是通过焊接构件表面输入,进而通过热传导把热量传输到焊接构件的每个部分。

焊接实训报告(10篇)

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焊接实训报告焊接实训报告(10篇)随着个人素质的提升,越来越多的事务都会使用到报告,通常情况下,报告的内容含量大、篇幅较长。

相信很多朋友都对写报告感到非常苦恼吧,下面是小编整理的焊接实训报告,希望对大家有所帮助。

焊接实训报告1一、实训目的:主要学习了焊接生产工艺过程、特点和应用;安全操作方法;焊条的组成、作用、规格及牌号表示方法;手工电弧焊的工艺参数对焊缝质量的影响;常用焊接接头形式、其他焊接方法等,金工焊接与钳工实习报告。

二、钳工实习:主要学习了钳工在机械制造维修中的作用;划线、锯割、锉削、錾削、刮研、钻孔、螺纹加工的方法和应用,各种工具、量具的操作和测量方法;钻床的主要结构,传动系统和安全使用方法,了解扩孔、铰孔等方法;三、焊接步骤:1、引弧(接通电源。

把电焊机调至所需的焊接电流,然后把焊条断不与工件接触短路,并立即提起到2~4mm距离,就能使电弧引燃)2、焊条运动本实验焊条沿着焊缝从左向右运动,注意保持一定的角度和焊接速度。

3收弧时要运用焊条进行花圈,并迅速提起……3敲打焊缝,露出焊条的实质材料……注意事项:1注意实习环境的通风2注意用电安全3注意设备的使用安全4使用焊条要预留几厘米钳工-----加工六角螺母四、工艺:六角螺母加工工艺(序号内容工具)序号内容工具1、锯割下φ45x16mm钢尺、锯弓2、锉削锉二端面、尺寸到12mm钢尺、平锉3、划线划六方钢尺、圆规、样冲、鎯头、划针4、锉削锉六方并300角平锉、游标卡尺5、钻孔钻φ8.5府孔,扩φ12孔口麻花钻φ8.5φ12各一支,台钻6、攻丝带攻m10螺纹绞杠、丝锥(m10)四、注意事项:1、锉削时,不能用手摸工作表面,以免打滑受伤,更不能用嘴吹铁屑,以免飞入眼睛受伤。

2、不要擅自使用砂轮机,如要使用,可在老师指导下操作,人要站在侧边,工作必须夹牢,用力不能过猛。

3、钻孔时,严禁戴手套,工件必须夹牢,实习报告《金工焊接与钳工实习报告》。

4、实习时,工具要摆放整齐,实习后要整理好工具、量具、并搞好工作卫生。

工作报告之焊接实训报告心得体会

工作报告之焊接实训报告心得体会

焊接实训报告心得体会【篇一:焊工实训心得体会】电焊实习心得经过这将近15天的焊接实习,让我学到了很多焊接的知识。

焊接是通过加热、加压,或两者并用,使同性或异性材质的两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。

焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有电弧焊,氩弧焊,co2保护焊,氧气-乙炔焊,激光焊接,电渣压力焊等多种。

金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

在电焊实习中,我们了解了电焊的实质,了解了电、气焊设备的组成及作用、工具的结构、气焊火焰的种类、调节方法和应用、焊丝与焊剂的作用,学会了选用焊条的种类和如何操作电焊机等。

在实习期间,我们按照师傅讲的基本操作,慢慢练习,逐渐掌握电焊要领。

第一天我的眼睛就被弧光打伤,晚上眼睛刺疼红肿,难以睡眠,脖子脸部等暴露处微红发痒。

老师在实习前讲过要防止弧光灼伤和烫伤眼睛和皮肤。

工作前要检查焊接机接地是否良好,检查焊钳电缆是否良好,防止触电。

焊过的工件更不能用手摸,焊钳不要放在工体上,防止短路烧坏焊机。

一、以下是我实习记住的几点3.一次与二次线路必须完整,易于辨认,其线路绝缘必须良好;4.所用电焊机手把必须完整,有可靠的绝缘,必要时另加防护板;5.电焊工应在电工指导下进行维修,更换电路及其他零件,不准独自动手;6.在工作前后检查接地是否牢固,工具是否完整,排除焊接引起燃烧等不安全因素; 7不要让不戴防护面具的人看电弧光,清除熔渣铁锈时应戴防护眼镜;8我初学电焊,平焊练习了4天了还是焊不直,也不光滑,手老是拿不稳。

经过长时间练习才发现,实际上是进行两种运动的,一种是平焊方向的直线运动,一种是焊条燃烧时我的手往前伸的方向,两种方向的速度都匀速了,就焊的平直光滑了。

10.在现场低温条件下焊接、焊接厚度或刚性较大的焊缝时,采取的措施火焰加热焊前预热方法。

二、实习后的心得:1、这次实习让我了解了现代焊接方式、焊接实际知识和新工艺、新技术、新设备在焊接中的应用。

焊接实习报告(模板6篇)

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焊接实习报告(模板6篇)推荐更多专题:“焊接实习报告”。

一个人,只有在实践中运用能力,才能知道自己的能力。

在大学期间最有意思的阶段就是实习。

实习工作结束后,我们要将岗位实习整理成报告,实习报告是对我们实习工作的总结,可以帮助我们发现自身不足。

怎么写好一篇岗位的实习报告呢?小编推荐你不妨读一下焊接实习报告,希望能帮助到你的学习和工作!焊接实习报告(篇1)实习地点:实验中心507实习时间:8月14日~8月18日实习目的和要求:实习目的:课程实习是专业理论和实践知识最重要的补充和延伸。

单片机系统实训的目的是通过对单片机硬件和软件的综合训练,让学生掌握单片机的硬件知识及设计方法,让学生学习运用课堂所学的理论知识,来解决实际性的问题。

通过本次实习,希望学生能够了解各元件的作用及其识别其大小的方法。

通过查阅资料,自学一些课外知识,增进学生对电子工艺的感性认识,熟悉电子产品装配、生产制造工艺及过程,学习现代电子设计与制造、单片机及接口技术、获得安全用电、锡焊接技术、电子元器件、以及电子技术文件的制订等基础知识,全面提高学生的实践动手能力和分析问题、解决实际问题的能力,培养其创新精神。

实习要求:通过单片机实验板焊接实习要求学生应具备以下实践动手能力:1、了解所安排的实习项目的电路工作原理和制作工艺;2、掌握电子元件的焊接、拆焊技术;3、认识所用元件的性能以及在所做电路中所起的作用;4、对电阻、电容、二极管、排阻、开关、按钮等有大概的了解;5、学习使用万用表对元器件和电路进行调试;6、培养编写实习报告的能力;7、提前触及模电、数电及单片机三大技术,与数码产品接轨。

实习内容及完成情况:8月14日:(一)实习理论上课:20xx年8月14日,8:30,在412阶教室邬芝权老师首先介绍本次实习对于我们大学生的重要性以及它对于我们应用型人员的必要性,告诉我们务必重视这次实习,为了本次实习有良好的开始邬老师给我们详细讲解了普及焊接所必需的知识,主要内容如下:一、产品开发流程:市场调研——修理分析——系统设计——硬件设计(原理图)——硬件焊接——硬件测试(其中硬件测试与软件一起联调)二、元器件的认识1、电阻:直插、贴片(读数举例:220=22欧,103=10千欧)、排阻(白点部分为公共脚)。

电器焊接总结报告范文(3篇)

电器焊接总结报告范文(3篇)

第1篇一、前言随着科技的发展,电器行业在我国国民经济中的地位日益重要。

电器焊接作为电器制造过程中的关键环节,对产品的质量、性能和寿命都有着至关重要的影响。

本报告旨在总结我在电器焊接工作中的经验与收获,并对今后的工作提出建议。

二、工作内容1. 焊接工艺在电器焊接工作中,我主要接触了以下几种焊接工艺:(1)手工电弧焊:这是一种常见的焊接方法,适用于各种金属材料的焊接。

在焊接过程中,我熟练掌握了焊接电流、电压、焊接速度等参数的调整,确保了焊接质量。

(2)气焊:气焊适用于薄板材料的焊接,具有操作简便、焊接速度快等优点。

在气焊过程中,我学会了正确使用氧气、乙炔等气体,确保了焊接质量。

(3)激光焊接:激光焊接具有焊接速度快、热影响区小、焊接质量高等优点,适用于精密电器产品的焊接。

在激光焊接过程中,我掌握了激光功率、焊接速度等参数的调整,确保了焊接质量。

2. 焊接设备在电器焊接工作中,我熟悉并掌握了以下焊接设备的使用:(1)手工电弧焊机:包括焊机、焊条、焊钳等。

(2)气焊设备:包括氧气瓶、乙炔瓶、焊炬、焊钳等。

(3)激光焊接机:包括激光发生器、焊接头、控制系统等。

3. 焊接材料在电器焊接工作中,我熟悉并掌握了以下焊接材料的使用:(1)焊条:包括酸性焊条、碱性焊条、不锈钢焊条等。

(2)焊丝:包括碳钢焊丝、不锈钢焊丝、铝焊丝等。

(3)保护气体:包括氩气、二氧化碳等。

三、工作经验与收获1. 焊接技术通过实际操作,我熟练掌握了各种焊接工艺和焊接设备的使用,提高了焊接技能。

在焊接过程中,我注重以下几点:(1)焊接参数的合理调整:根据不同的焊接材料和焊接要求,合理调整焊接电流、电压、焊接速度等参数,确保焊接质量。

(2)焊接工艺的优化:通过不断实践和总结,优化焊接工艺,提高焊接效率。

(3)焊接缺陷的预防与处理:了解焊接缺陷的产生原因,采取有效措施预防焊接缺陷的产生,并对已产生的焊接缺陷进行处理。

2. 团队协作在电器焊接工作中,我注重与同事的沟通与协作,共同完成工作任务。

焊接实训报告范文3篇(完整版)

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焊接实训报告范文3篇焊接实训报告范文3篇焊接实训报告范文篇一:经过这将近15天的焊接实习,让我学到了很多焊接的知识。

焊接是通过加热、加压,或两者并用,使同性或异性材质的两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。

焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有电弧焊,氩弧焊,CO2保护焊,氧气-乙炔焊,激光焊接,电渣压力焊等多种。

金属焊接方法有40种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

在电焊实习中,我们了解了电焊的实质,了解了电、气焊设备的组成及作用、工具的结构、气焊火焰的种类、调节方法和应用、焊丝与焊剂的作用,学会了选用焊条的种类和如何操作电焊机等。

在实习期间,我们按照师傅讲的基本操作,慢慢练习,逐渐掌握电焊要领。

第一天我的眼睛就被弧光打伤,晚上眼睛刺疼红肿,难以睡眠,脖子脸部等暴露处微红发痒。

老师在实习前讲过要防止弧光灼伤和烫伤眼睛和皮肤。

工作前要检查焊接机接地是否良好,检查焊钳电缆是否良好,防止触电。

焊过的工件更不能用手摸,焊钳不要放在工体上,防止短路烧坏焊机。

一、以下是我实习记住的几点1.电焊机二次线圈机外壳必须妥善接地,其接地电阻不超过400电焊机要放置在易散热的地方,其温度不超过70 C,电焊机要每台装一个电闸;3.一次与二次线路必须完整,易于辨认,其线路绝缘必须良好;4.所用电焊机手把必须完整,有可靠的绝缘,必要时另加防护板;5.电焊工应在电工指导下进行维修,更换电路及其他零件,不准独自动手;6.在工作前后检查接地是否牢固,工具是否完整,排除焊接引起燃烧等不安全因素;7不要让不戴防护面具的人看电弧光,清除熔渣铁锈时应戴防护眼镜;8我初学电焊,平焊练习了4天了还是焊不直,也不光滑,手老是拿不稳。

经过长时间练习才发现,实际上是进行两种运动的,一种是平焊方向的直线运动,一种是焊条燃烧时我的手往前伸的方向,两种方向的速度都匀速了,就焊的平直光滑了。

10.在现场低温条件下焊接、焊接厚度或刚性较大的焊缝时,采取的措施火焰加热焊前预热方法。

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焊接热源模型读书报告一.焊接热过程的特点:1.局部性—加热和冷却过程极不均匀;2.瞬时性—1800k/s;3.热源是运动的;4.焊接传热过程的复合性二.焊接热源模型:1.焊接热源的特点:(1)能量密度高度集中;(2)快速实现焊接过程;(3)保证高质量的焊缝和最小的焊接热影响区。

2.焊接热源的种类:(1)电弧焊:气体介质中的电弧放电(2)化学热:可燃气体(3)电阻热:电阻焊、电渣焊(4)高频感应热:磁性的金属高频感应产生二次电流作为热源(5)摩擦热:机械高速摩擦(6)电子束:高速运动的电子轰击(7)等离子焰:电弧或高频放电—离子流(8) 激光束:激光聚焦3.热源的形式(从热传导的角度来考虑):(1)点热源(三维)—厚大焊件焊接(2)线热源(二维)—薄板焊接(3)面热源(一维)—细棒摩擦焊4.焊接热源模型的概念:根据目前焊接工作者的实践和共识,所谓的焊接热源模型,可以认为是对作用于焊件上的、在时间域和空间域上的热输入分布特点的一种数学表达。

静态焊接热源模型:认为在焊接进行过程中热源模型是不随时间发生变化,模型参数的部分或全部参数不是时间的函数。

焊接热源模型动态焊接热源模型:热输入是随着焊接的进行而发生变化,模型参数的部分或全部参数是时间的函数。

5.焊接热源模型参数建立一个静态焊接热源模型需要两个要素,即“以何种空间形式分布”和“以何种分布模式分布”。

而动态焊接热源模型还需要确定上述两要素中的一个或两个要素随时间变化的规律,即应引入“时间”要素。

可见,就静态焊接热源模型而言,在总热输入量一定的情况下,因为上述两个要素的不同而导致的不同热源模型将对焊接温度场的分析影响很大。

焊接热源模型可以有三种模型参数即形状参数、热流分布参数和热输入参数来完整描述。

6.焊接热源模型的分类正因为在焊接数值模拟中热源模型的基础性和重要性,所以自焊接数值模拟(包括解析计算)研究开始至今出现了许多热源模型,均有不同范围和不同程度的适用性。

根据焊接热源模型的定义及确定静态焊接热源模型的二要素来区分这些模型,如表1和表2所示。

表1均匀分布模式的熔化焊热源模型分类一维二维三维瞬时点热源瞬时线热源瞬时面热源圆形热源带状热源矩形热源柱状热源表 2 高斯分布模式的熔化焊热源模型分类二维三维 圆形热源 (高斯热源 ) 椭圆形热源 双椭圆形热源 带状热源磁盘形热源 圆柱形热源 长方体热源旋转曲面体热源 圆锥形热源 半球形热源 半椭球形热源椭球形热源 双椭球形热源选择合理的热源模型的宗旨是依据实际热源特点和焊缝的形貌特征选取和综合热源模型,使得模拟得到的熔池区域边界与实际焊缝熔合线相符。

当使用电弧、高能束流和火焰焊接时,若熔得较浅,则可以采用表面热源模型;对于电子束、激光等深熔焊,则考虑采用表面模型和体模型的组合模型,其中参数要根据实际测量的焊缝熔深和熔宽合理选取;对于薄板焊接的情况,可以采用单纯体模型,也可以忽略温度场在深度方向的变化,简化为二维模拟采用表面模型或采用均匀分布的高斯柱体模型近似处理。

7..现有热源模式7.1 Rosonthal 的解析模式在上世纪30年代提出的经典Rosonthal 解析模式中 ,热源按作用的焊件几何形状的不同而被简化为点状、线状或面状热源。

理想点热源沿工件表面移动时计算瞬态温度场的经典解析模式见式(1)。

式中: T 0为环境温度;0Q Q η=为热输入率,W ; η为有效系数;0Q 为热源功率; λ为热扩散系数;υ为焊接速度;x ,y ,z 组成定坐标系;ζ,y ,z 组成动坐标系;σ为热导率;U 为电压;I 为电流;N 为整数; δ为板厚。

由材料熔点温度,可以确定熔池等温线MP 、熔合区FZ 与热影响区HAZ 的大小。

对于大厚焊件上表面堆焊,热是沿3个方向传播的,则可以把热源看成是一个点热源。

瞬时集中点热源所形成的温度场可由其解析式(2) 得到,而厚度为h 无限大薄板上线状热源的温度,由式(3) 计算,得到的温度场是以r 为半径的平面圆环。

应用面热源时将试件简化为无限长细棒,断面处作为热源,其温度场可用 一维传热微分方程计算,则断面F 处有热源,距热源x ,经t 时刻的特解由式 (4)表示:23/2exp()(4)4QDT ht t βρλλ=-π (2)2T =exp()44Q rhtt λλ-π (3)20.5exp()(4)4QxT F t t βρλλ=-π (4)式中 :βρ为比热和密度的积;D 为距点热源的距离 D 2=x 2+y 2+z 2。

这种以集中热源为基础的计算方法,假定热物性参数不变,不考虑相变与结晶潜热,对焊件几何形状简单归为无限的(无限大,无限长,无限薄),计算结果对远离熔合线的较低温度区(<500℃)较准确 ,但对和焊缝性能相关的关键部位FZ 及HAZ 误差很大。

但由于此模型计算方法简 单,仍广泛应用于工程上。

7.2高斯函数的热流分布高斯函数的热流分布是比点热源更切实际的一种热源分布函数,因为它将热源按高斯函数在一定的范围内分布。

其函数为:2()()rq r q O eε-= (5)式中:()q r 为半径r 处的表面热流;()q O 为热源中心处的热流量最大值;ε为热源集中系数,是与焊接方法相关的常数;r 为距热源中心的距离。

实践证明,相当部分热量是通过辐射和热传导直接输给焊件的。

Pavelicv 等人对此做过修正,通过对材料性能参数修正或设定损失系数等方法进行处理。

Friedman 和Krutz 等人认为另一种高斯分布的热源可写为:22223/3/23(,)x rrQ q x eerζζ--=π (6)式中:Q 为能量输入率;r 为热流分布特征半径。

为方便,引入固定坐标系(x ,y ,z ),式(6)可为如下形式:22223/3/23(,,)x rrQ q x z t eerζ--=π (7)t 为电源位置滞后的时间因素。

此时222x rζ+<,对222x rζ+<,q(x,y,ζ)=0这种热源分布函数在早期用,FEM(有限元分析方法)计算焊接温度场时应用较多,人们用二维导热方程计算时常将纵向热流忽略。

因此,热源限制在x-y 平面上,通常设z=0。

在低速焊接时这 会引起较大误差,计算时热源沿 经过参考面,并施加热量,使热量扩散至整个平面。

7.3激光焊接温度场解析式庄其仁基于激光束对金属表面的直接穿透以及深度只有激光波长量级的原理,将激光作用下形成的小孔区域作为均匀吸收介质,热源以高斯函数的形式输入,导出了三维解析式。

7.4分段移动热源模型蔡志鹏等人在高斯热源的基础上提出了分段移动热源模型。

将一条焊缝分成若干段,在第一段内的节点上同时作用高斯热源,沿焊接的顺序依次加热各段。

每段输入的热功率为:/t m Q q a k=π (8)加热时间为:t kv π=式中:q m 为加热斑点中心最大比热流;a 为焊缝的长度,m ;k 为能量集中系数.。

这种热源模型只需对一段划分为一个时间步,避免了描述点状热源在该段内移动所需的时间步,从而大大减少了计算量。

7.5串热源模型虽然段热源可以大幅缩减计算时间,但该模型具有需要用几何参数来描述的局限性。

因此蔡志鹏等人对段热源进行改进,将段热源模型用一组点热源模型取代,形成一“串”点热源,既可以减少计算量,又有使用上的灵活性。

这就是串热源。

如果将焊缝分为m 段,每段上有m+1个节点,则每段中间节点的输入热功率为分段移动热源模型中每段输入热功率的1/n Q t /n ,n 为每段的节点个数。

每段的端点输入热功率为中间节点输入热功率的一半。

加热时间由式(9)计算。

对于串热源的描述只需指明在哪些节点上输入热功率的大小及加热时间,不受节点所在面形状和方向限制。

7.6半球状热源分布函数在电弧挺度较小、对熔池冲击力较小的情况下,高斯分布的热源应用模式较准确,但对高能束焊接,高斯分布函数没有考虑电弧的穿透作用,在这种情况下,提出了更为实际的半球状热源分布函数模式。

其函数为:2222223/3/3/36(,,)x rry cQ q x y eeerζζ---=ππ(10)式中:q (x ,y ,ζ)为功率密度,W/m 2。

因为在实践中人们知道,熔池在大多情况下并不是球对称,因此提出了椭球热源对其进行改进。

7.7椭球形热源分布函数以(0,0,0)为中心,平行于坐标轴 (x ,y ,ζ)半径为a ,b ,c 的椭球内热量密度是高斯分布的函数:222(,,)()AXBXc q x y q o eeeζζ---= (11)式中:q (o ) 为椭球心部最大的热流密度值。

根据能量守恒以及A=3/a 2 ,B=3/b 2,c=3/c 2得2222223/3/3/63(,,)x ay bcQ q x t eeeabc ζζ---=ππ(12)通过坐标变换可以得出在固定坐标轴下热源分布函数为:222222/3/3/3[()]363(,,)cx cy cz v T t Q q x t eeecζ---+-=ππ7.8双椭球形热源分布函数以椭球形热源密度函数计算过程中发现在椭球前半部分温度梯度不像实际中那样陡变,而椭球的后半部分温度梯度分布较缓。

为克服这个缺点,提出了双椭球热源分布函数。

把热源分为前后两个部分,前半部分是个1/4椭球,后半部分是个1/4椭球。

设前半部分椭球能量分数为f f ,后半部分椭球能量分数为f r ,且f f+f r =2,则在前半部分椭球内热源分布为:222222/3/3/3[()]363(,,,)cf x cy cz v T t f Q q x y z t eeec---+-=ππ将上式中的f f 换为f r ,即可得到后半部分椭球内热源分布的计算式。

确定数值模拟中的热源模型, 即确定合理的焊接热流分布函数, 使模拟的温度场符合实际焊接的情况。

热源模型的建立准则是熔池边界准则,即与实际焊接相比输入相同热量的情况下,如果使用所选热源模型所模拟得到的熔池区域边界(Fusion Zone Boundary ,FZB )与实际焊缝熔合线相符,那么就认为此热源模型是合理的。

对于现有热源模型的选择使用及发展均以此准则作为出发点,同时,这一准则也为判断所选模型是否合理提供了依据。

事实上,我们总是依据不同焊缝的热源特点和表现出的不同形貌特征来选择和组合热源模型,以使得模拟得到的熔池边界区域与实际焊缝融合线相符。

这样得到的焊接温度场数值模拟的结果是能够满足焊接力学分析的要求的。

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