微连接熔化的热过程特点

就熔化微连接而言，为了得到可靠的连接，热源必须有足够高的能量密度。不同类型的焊接热源，如电弧、等离子体、激光束和电子束已经被应用于熔化微连接过程，该过程中，试样被加热到熔化状态，随后冷却凝固形成焊接接头。熔化微连接热过程的特点如下。

（1）局部熔化区域 由于热源作用在试样的局部区域上，大的热梯度以及不均匀的温度场分布，导致了微观组织以及物性的各向异性，不相容的热应变、应力以及焊接变形。

（2）瞬态热过程 对于带有移动热源的熔化微连接，某一点的热过程可以用热循环曲线来描述。当热源靠近一点时，该点温度迅速升高；当热源移走时，温度由于热传导而降低。显然，被加热点的热过程是瞬态的，冶金反应以及相变都是在非平衡条件下发生的。(www.xing528.com)

（3）混合传热 焊接熔池的液态金属不是静止的，而是以很高的速度流动着。这意味着焊接熔池中存在热传导以及热对流两种传热过程，但在焊接熔池外侧，热传导是主要过程。另外，工件表面与周围环境的热交换包括辐射和对流两种。因此，熔化微连接过程包含了这三种传热机制。

上述特点使熔化微连接的热过程非常复杂，这给数值模拟带来了很大困难。例如，模拟该过程需要很细的网格和很小的时间步，数值计算非常耗时。但随着计算机硬件以及软件的飞速发展，通过数值模拟方法研究熔化微连接的热过程已经可行。到目前为止，该领域已经取得了很多成果，主要涉及以下两类方法：第一类，把焊接熔池看成一个热固体，熔池仅存在传导型传热。这种类型的分析主要用于焊接熔池形状不是很重要，更关注于接头的应力以及变形的情况。第二类，把焊接熔池看成热流体，其中热传导和对流同时发生。这种类型的分析主要用于当焊接熔池的形状和尺寸，焊接接头的成形以及缺陷（如裂纹和孔洞）相对重要的情况。5.3节和5.4节分别讨论了传导和对流型传热过程。