在焊接加工的過程中,被焊接的金屬會因?yàn)闊崃康妮斎牒蛡鬟f,經(jīng)歷加熱、熔化(或達(dá)到熱塑性狀態(tài)),然后進(jìn)入凝固和連續(xù)冷卻的過程,這個過程被稱為焊接熱過程。
一、主導(dǎo)焊接品質(zhì)和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素是什么
1、熔池的形態(tài)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(yīng)中的反應(yīng)程度與熱量的影響以及熔池存在的時長有著緊密的聯(lián)系。
3、焊接過程中的加熱和冷卻參數(shù)變動,會對熔池金屬的凝固和相變產(chǎn)生影響,同時也會改變熱影響區(qū)的金屬顯微結(jié)構(gòu)。因此,焊縫和焊接熱影響區(qū)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都與熱的影響密切相關(guān)。
4、焊接過程中的各個部分都經(jīng)歷了不均勻的加熱和冷卻,這導(dǎo)致了應(yīng)力狀態(tài)的不均衡,從而引發(fā)了各種程度的應(yīng)力變形和應(yīng)變現(xiàn)象。
5、在焊接過程中,由于受到冶金、應(yīng)力和焊接金屬結(jié)構(gòu)的綜合作用,可能會出現(xiàn)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(guān)鍵因素,從而對焊接的生產(chǎn)效率產(chǎn)生影響。
二、焊接的熱處理過程展現(xiàn)出以下幾個顯著特性
1、焊接過程中的局部集中性特點(diǎn)
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(diǎn)附近的一個區(qū)域,導(dǎo)致加熱和冷卻過程非常不均勻。
2、焊接過程中熱源的動態(tài)特性
在焊接的過程中,熱源與焊件之間存在動態(tài)關(guān)系,而焊件所受的熱量區(qū)域也在持續(xù)地發(fā)生變化。為了使工件得到較好地保護(hù),就必須對焊縫進(jìn)行加熱或保溫,這就是通常所說的熱焊。當(dāng)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(dāng)熱源逐步遠(yuǎn)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(yīng)
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(dá)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(fù)雜性
在焊接的熔池里,液態(tài)金屬正經(jīng)歷著劇烈的動態(tài)變化。由于流動與傳熱之間相互耦合作用,使得焊接熱循環(huán)非常復(fù)雜。在熔池的內(nèi)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(dǎo)熱,同時還涉及到對流換熱和輻射換熱的現(xiàn)象。這兩種不同的傳熱方式將對熔化焊和電弧焊產(chǎn)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(fù)雜的傳熱問題。
以上幾方面的特點(diǎn)使得焊接傳熱問題十分復(fù)雜。然而由于它對焊接質(zhì)量的控制和生產(chǎn)率的提高有重要影響,焊接工作者必須掌握其基本規(guī)律及在各種工藝參數(shù)下的變化趨勢。