焊接热效率、热循环、线能量、预热温度和层间温度

1. 冲压输出输出功率

冲压操作过程中，由阴极（铜焊、塞雷县、钨极）与钻孔间造成强烈气体振动，逐步形成静电，环境温度可达6000℃，是比较理想的冲压冷却系统。由冷却系统所造成的热能并没有全部被借助，而有一部分热能损失于周围电介质和倾倒中。被借助的热占发出热的比率是输出输出功率。它是一个物理量，主要取决于冲压方式、冲压工艺、阴离子、冲压速率以及冲压位置等。各种冲压方式的输出输出功率见附注。

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2.冲压Sauxillanges

在冲压冷却系统作用下，焊件某点的环境温度是随着天数而不断变动的，这种随天数变动的操作过程称作该点的冲压Sauxillanges。

当冷却系统紧邻该点时，环境温度立即增高，直至达至最小值，冷却系统返家，环境温度降低。整个操作过程可以用一条抛物线表示，此抛物线称作Sauxillanges抛物线，见图6。距沟槽越近的各点环境温度越高，距沟槽越近的各点，环境温度越低。

冲压Sauxillanges的产品名称是冷却速率、冷却所达至的最高环境温度、在组织机构转变环境温度以内逗留的天数和冷却速率。

冷却到1100℃以内地区的长度或在1100℃以内逗留天数t△，即使逗留天数不常，也会造成轻微的孔隙粗壮，沟槽操控性转好。t△越长，失灵地区越宽，孔隙粗化越轻微，金属脆性和延展性就越差。当钢材具有淬硬倾向时，冷却速率博蒙阿可能逐步形成淬硬组织机构，极容易出现冲压裂缝。从t8/5可反映出此情况，有时还常用650℃时的冷却速率υ650℃或800～300℃的冷却天数t8/3来来衡量。应当注意的是charged线附近冷却到1350℃时，该地区的冷却操作过程据估计540℃左右时的脉动冷却速率，或者800～500℃时的冷却天数tP8/5对冲压接点操控性负面影响最大，因为此环境温度是化学反应最激烈的环境温度覆盖范围。

负面影响冲压Sauxillanges的因素有：冲压规范化、紧接著环境温度、接合处环境温度、钻孔宽度、接点形式、材料本身的保暖性。

3.冲压线热能

THF1时，冷却系统败给沟槽单位长度上的热能，称作冲压线热能。

静电焊时的冲压规范化，如电阻、电阻和冲压速率等对冲压Sauxillanges有很大负面影响。电阻I与电阻U的平方根是静电输出功率。例如，一个220A、24V的静电，其输出功率W＝5280W，当其他条件不变时，静电输出功率越大，冷却覆盖范围越大。在同样大的静电输出功率下，冲压速率相同，Sauxillanges操作过程也相同，冲压速率快，冷却天数短，冷却得快；冲压速率慢，则相反。

为了综合考虑冲压规范化参数对Sauxillanges的负面影响，就引入线热能q这一概念。线热能是输入沟槽单位长度内的冲压热能。

IU

q＝ ──

υ

式中 q——线热能，J/mm；

I——冲压电阻，A；

U——静电电阻，V；

υ——冲压速率，mm/s。

例如ф4mm铜焊，I＝180A，U＝24V，υ＝2.2mm/s时，线热能q＝2160J/nn。线热能q与IU成正比，与υ成反比。不锈钢冲压一定要采用小电阻快速焊，保持在最低值，可以提高接点的耐蚀性。

线热能增大时，热负面影响区长度增大，1100℃以内逗留天数）增加，800～500℃的冷却天数延长，650℃时的冷却速率减慢。表4列出了线热能和紧接著环境温度对冲压Sauxillanges参数的负面影响。表5列出了三种冲压方式线热能q的比较。

从表4可以看出，线热能从2000J/mm增加到3840J/mm时，在1100℃以内逗留天数从5s增加到16.5s，而650℃时的冷却速率从14℃/s下降到4.4℃/s。

从表5可以看出，埋弧自动焊q最大，手工静电焊q最小。生产中根据钢材成分、钻孔的技术要求，在保证沟槽成形良好的前提下，适当选择冲压方式，调节冲压规范化，以合适的线热能冲压，可以获得优质的冲压接点。

线热能过大会使冲压接点失灵，孔隙粗壮，对接点脆性和延展性不利。对于低温钢和强度等级较高的低合金钢，更应严格控制冲压线热能，才能保证冲压接点操控性。经验表明，碳当量Ceq＞0.4%的低合金钢，冲压线热能就应加以控制。

4.紧接著环境温度

紧接著的主要目的是为了降低沟槽和热负面影响区的冷却速率，减小淬硬倾向，防止冷裂缝。合理紧接著还可以改善冲压接点的脆性，减少焊后残余应力。从实践中得出的经验，下列焊件或环境下需要对焊件进行紧接著：

① 冲压强度级别较高的焊件；

② 冲压有淬硬倾向的钢材；

③ 冲压保暖性特别好的材料；

④ 刚性大较大、宽度较大的焊件；

⑤ 当冲压地区周围环境环境温度低于0℃时；

⑥ 设计图纸技术要求中特别注明的焊件。

紧接著环境温度应根据材质结构点而定。《钢结构施工及验收规范化》中规定：焊件宽度δ＞50mm的碳素结构钢，δ＞36mm的低合金结构钢，施焊前应进行紧接著，焊后应进行后热，紧接著环境温度控制在100～150℃，紧接著地区为焊道两侧，每侧长度应大于2δ且不小于100mm，δ为板厚。

环境环境温度低于0℃时，紧接著、后热环境温度应根据工艺试验确定。结合某些工厂的生产实践，关于16Mn钢低温冲压紧接著环境温度的规范化见表6。

16Mn钢出现裂缝的可能性还与接点形式、结构刚性等因素密切相关，T形接点散热最快，淬硬倾向最大；对接接点散热最缓；十字接点介于两者之间。从刚度比较，十字接点刚性最大，故其裂缝倾向也最大；T形接点、搭接接点裂缝程度较轻，有时裂缝往往出现在头道沟槽和焊根上，因此冲压大刚性、大宽度焊件时，头道沟槽的冲压工艺很关键。同样在低温下冲压，气候越潮湿，则出现裂缝的倾向性就越大。

5.接合处环境温度

多层多道焊对改善冲压操控性有着特殊作用，它不仅由于冲压线热能小可以改善冲压接点的操控性，而且由于后焊焊道对前一焊道及其热负面影响区进行再冷却，使冷却区组织机构和操控性发生化学反应重结晶，逐步形成细小的等轴晶，使脆性和延展性得到改善。

接合处环境温度是指多层多道焊时，当冲压后道沟槽时，前道沟槽的最低环境温度。对于要求紧接著冲压的钢材，接合处环境温度一般应等于或略高于紧接著环境温度，若接合处环境温度低于紧接著环境温度，应重新进行紧接著，控制接合处环境温度也是为了降低冷却速率，并可促使扩散氢逸出冲压区，有利于防止造成裂缝。

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