文档介绍：焊接物理冶金概论第1 章?焊接物理冶金研究的内容及方法?焊接温度场与热循环?焊接应力与应变?学习本课程的目的和要求本章内容一、焊接物理冶金研究的内容及方法焊接冶金所研究的内容包括焊接所经历的各个过程:焊接传热过程、焊接化学冶金过程、金属的结晶和相变过程。焊接化学冶金焊接物理冶金焊接冶金1. 研究内容?焊接物理冶金:研究焊接加热和冷却过程中所发生的物理冶金现象及其变化规律,如熔化、凝固、相变、扩散、偏析、夹杂、气孔、裂纹、脆化、断裂等。?焊接化学冶金:研究熔化金属、熔渣、气相之间的化学冶金反应,如金属的氧化、还原、脱氧、脱硫、脱磷、掺合金、除氢等焊接热过程贯穿整个焊接过程的始终,可以说一切焊接冶金过程都是在热过程中发生和发展的。2. 研究方法?实验方法:实验条件、设备、目的,检测手段等?理论方法:解析法(简化、假设)?数值分析:差分法、有限元法等数学:数据处理、数学模型关注和运用新成果,如分形理论计算机:数据、图表、图片的分析与处理二、焊接温度场与热循环??温度场基本概念温度场基本概念??热传导过程基本方程热传导过程基本方程??温度场的求解方法温度场的求解方法??焊接温度场的一般特征焊接温度场的一般特征??影响焊接温度场的因素影响焊接温度场的因素1. 焊接温度场温度场基本概念温度场基本概念??不稳定温度场不稳定温度场::温度场不仅在空间上变温度场不仅在空间上变化,并且也随时间变化的温度场化,并且也随时间变化的温度场::??tzyxfT,,,???zyxfT,,???稳定温度场稳定温度场::不随时间而变的温度场不随时间而变的温度场(即温度只是坐标的函数):(即温度只是坐标的函数):??等温面等温面:空间具有相同温度点的组合面。:空间具有相同温度点的组合面。??等温线等温线:某个特殊平面与等温面相截的交:某个特殊平面与等温面相截的交线。线。??温度梯度温度梯度:对于一定温度场,沿等温面或:对于一定温度场,沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。温度梯等温线某法线方向的温度变化率。温度梯度越大,图形上反映为等温面(或等温线)度越大,图形上反映为等温面(或等温线)越密集。越密集。上式表示给定点的温度变化速度同拉普拉斯运算符成比例,换言之,在某时刻t,物体上给定点(x,y,z)附近的温度分布越不均匀,则该点的温度变化越快。导热的结果,温度不均匀性将逐渐减小,温度变化速度也要降低。热传导基本方程??三维三维傅里叶傅里叶热传导热传导微分方程为微分方程为::TazTyTxTctT2222222???????????????????????式中式中: : ————导温系数,导温系数,;;————拉普拉斯运算符号。拉普拉斯运算符号。??ca?a2?????????????????2222yTxTatT22xTatT???????二维二维传热传热::??一维一维传热传热::对具体热场用上述微分方程进行求解时,对具体热场用上述微分方程进行求解时,需要根据具体问题给出导热体的初始条件需要根据具体问题给出导热体的初始条件与边界条件。与边界条件。??初始条件初始条件::初始条件是指物体开始导热初始条件是指物体开始导热时(即时(即t = 0 t = 0 时)的瞬时温度分布。时)的瞬时温度分布。??边界条件边界条件::边界条件是指导热体表面与边界条件是指导热体表面与周围介质间的热交换情况。周围介质间的热交换情况。