在焊接加工的過程中,被焊接的金屬會因為熱量的輸入和傳遞,經歷加熱、熔化(或達到熱塑性狀態),然后進入凝固和連續冷卻的過程,這個過程被稱為焊接熱過程。
一、主導焊接品質和生產效率的關鍵因素是什么
1、熔池的形態和大小是由施加在焊件金屬上的熱量大小和分布狀況所決定的。
2、焊接熔池在冶金反應中的反應程度與熱量的影響以及熔池存在的時長有著緊密的聯系。
3、焊接過程中的加熱和冷卻參數變動,會對熔池金屬的凝固和相變產生影響,同時也會改變熱影響區的金屬顯微結構。因此,焊縫和焊接熱影響區的結構和性質都與熱的影響密切相關。
4、焊接過程中的各個部分都經歷了不均勻的加熱和冷卻,這導致了應力狀態的不均衡,從而引發了各種程度的應力變形和應變現象。
5、在焊接過程中,由于受到冶金、應力和焊接金屬結構的綜合作用,可能會出現各種形狀的裂縫和其他冶金缺陷。
6、焊接過程中輸入的熱量和其效率是決定母材與焊條(焊絲)熔化速率的關鍵因素,從而對焊接的生產效率產生影響。
二、焊接的熱處理過程展現出以下幾個顯著特性
1、焊接過程中的局部集中性特點
在焊接過程中,焊件并不是作為一個整體被加熱,而熱源僅僅是加熱直接作用點附近的一個區域,導致加熱和冷卻過程非常不均勻。
2、焊接過程中熱源的動態特性
在焊接的過程中,熱源與焊件之間存在動態關系,而焊件所受的熱量區域也在持續地發生變化。為了使工件得到較好地保護,就必須對焊縫進行加熱或保溫,這就是通常所說的熱焊。當焊接的熱源靠近焊件的某個位置時,該位置的溫度會迅速上升,但當熱源逐步遠離時,該位置又會開始冷卻和降溫。
3、焊接過程中的瞬時反應
在高度集中的熱源影響下,焊接過程的加熱速度非常迅速,特別是在電弧焊的條件下,可以達到1500°C/s或更高。這意味著在很短的時間里,大量的熱能會從熱源被傳遞到焊件上,同時由于加熱的局部性和熱源的移動,冷卻速度也會顯著提高。
4、焊接部件在傳熱過程中的復雜性
在焊接的熔池里,液態金屬正經歷著劇烈的動態變化。由于流動與傳熱之間相互耦合作用,使得焊接熱循環非常復雜。在熔池的內部,主要的傳熱方式是流體對流,但在熔池的外部,主要是固體導熱,同時還涉及到對流換熱和輻射換熱的現象。這兩種不同的傳熱方式將對熔化焊和電弧焊產生較大影響。因此,焊接過程中涉及多種傳熱方法,這是一個復雜的傳熱問題。
以上幾方面的特點使得焊接傳熱問題十分復雜。然而由于它對焊接質量的控制和生產率的提高有重要影響,焊接工作者必須掌握其基本規律及在各種工藝參數下的變化趨勢。