- 上一篇：超高强钢焊接方法研究现状
- 下一篇：TIG焊接研究现状
熔化焊接时，被焊金属在热源的作用下将发生加热和局部熔化的过程，当热源离开以后，熔池金属开始冷却凝固，因此，在整个焊接过程中，被焊金属必然存在着热量的传播和分布问题。要彻底搞清这一问题十分困难，这是由焊接热过程的特点所决定的，主要表现在[15]:68172
(1) 焊接热过程是局部的，也就是说，工件在焊接时的加热不是整体，只是热源直接作用下的附近地区，加热极不均匀。
(2) 焊接热过程的瞬时性，在高度集中热源的作用下，用很短的时间把大量的热能传递给焊件，使焊缝金属达到熔化状态，即加热速度极快。
(3) 焊接热源相对于工件是移动的，工件受热的区域不断变化，因此，传热过程是不稳定的。
(4) 焊接熔池中金属不是静止的，而是在电磁力等的作用下强烈运动着，内部还进行着一系列的物理化学和冶金反应；在熔池表面和工件表面，存在着与环境之间的对流、辐射等热交换。
虽然焊接传热问题十分复杂，但是由于它对焊接质量以及焊接应力应变场具有重要影响，人们从未停止过对其本质的研究。论文网
有限元方法是由Courant于1943年首先提出，并应用于连续介质固体力学中。与有限差分法相比，由于有限元法可以用任意形状的网格分割区域以及根据场函数的需要有疏有密地自如布置节点等独特的优越性，几乎在一切连续场领域得到了广泛的应用[16]。在利用有限元方法对焊接过程的分析方面，通过不断研究改进焊接热源模型，目前已经能够比较准确地反映各种焊接过程。
武传松[16]对焊接热过程做过较系统的数值研究，他在分析焊接热过程时，针对以往模型中只注重熔池外部固体热传导的局限性，还特别考虑到熔池内部液体以对流为主的传热过程，指出影响焊接熔池液体动力学状态及传热的因素，首先建立了电弧固定时TIG焊接熔池内部液体流动状态及传热过程的二维数学模型。然后又给出运动电弧作用下TIG焊接三维数值分析模型。董志波[17]等通过对不锈钢焊接温度场的三维数值模拟，得到了不锈钢材料温度场的分布规律，研究了各种参数对温度场分布的影响，并提出了适合三维有限元分析的最佳焊接热源模型。张义顺[18]等利用有限元分析软件，通过合理的简化焊件，建立有限元分析模型，对等离子MIG焊接温度场做了模拟分析。雷玉成[19]等根据能量守恒的基本原理和钨极氩弧焊(TIG)工艺的特点，建立了运动电弧作用下紫铜的三维非稳态TIG焊接熔池形态的数值分析模型，分析中引入了热焓的概念和表面双椭圆分布的热源模型，对不预热紫铜钨极氩弧焊温度场做了很好的数值模拟。王怀刚[20]等通过对小孔等离子弧焊接热场的有限元分析，得出一般的双椭球体热源和三维锥体热源不能准确描述小孔等离子弧焊接热过程，并提出了改进型的三维锥体热源模型。
综上所述，国内外学者们所进行的不懈努力，都试图在建立焊接热场分析模型时，能够全面考虑影响焊接热过程以及瞬态温度场分布的各种因素，以便能真实地反映焊接热过程，从而希望得到比较准确的焊接瞬态温度场。