Trƣờng nhiệt đƣợc sinh ra bởi nguồn nhiệt chuyển động là một trƣờng 3 toạ độ: phƣơng theo hƣớng hàn, phƣơng vuông góc với hƣớng hàn và phƣơng vuông góc với bề m t hàn. Tuy vậy, trong nghiên cứu và tính toán khi áp dụng phƣơng
pháp hàn tự động hàn phục hồi các bề m t chi tiết, có đ c điểm:
- Năng lƣợng từ nguồn nhiệt hàn đƣợc cung cấp một cách ổn định với một dải tốc độ không thay đổi.
- Nguồn nhiệt cung cấp chuyển động với một tốc độ không đổi theo một đƣờng thẳng song song với hƣớng hàn.
- M t cắt ngang của mối hàn có kích thƣớc không đổi.
- Sự ảnh hƣởng của việc bắt đầu và kết thúc mối hàn có thể bỏ qua đƣợc
Dƣới các điều kiện này, sự phân bố nhiệt độ theo thời gian tại bất kỳ m t cắt ngang nào dọc theo hƣớng hàn đều giống nhau. Nhƣ vậy sẽ làm giảm bớt sự phức tạp trong việc xác định chu trình nhiệt hàn, lúc này có thể giải quyết việc xác định chu trình nhiệt hàn bằng hai toạ độ.
Nếu có bất kỳ một trong bốn điều kiện trên không đƣợc thoả mãn, sẽ không cho phép việc đơn giản hoá tính toán chu trình nhiệt thành dạng hai toạ độ, lúc đó cần phải tính toán chu trình nhiệt theo 3 toạ độ.
Một chu trình nhiệt đ c trƣng trong qúa trình hàn sẽ diễn ra nhƣ sau: Nhiệt độ tại một điểm của vật hàn sẽ tăng lên rất nhanh bởi tác động của nhiệt lƣợng cung cấp từ nguồn nhiệt của hồ quang. Tốc độ tăng nhiệt độ sẽ tỉ lệ nghịch với khoảng cách từ điểm tính toán đến đƣờng tâm của mối hàn. Khi nhiệt độ tăng lên tới nhiệt độ đỉnh, quá trình nguội bắt đầu. Tốc độ nguội cũng thay đổi tỉ lệ nghịch với khoảng cách tính từ đƣờng tâm mối hàn. Sau đó tốc độ nguội sẽ giảm dần theo thời gian. Ví dụ ta khảo sát chu trình nhiệt của các điểm T1- T5 ở m t trên và m t đáy mối hàn tại cùng một thời điểm và có khoảng cách đến đƣờng tâm mối hàn tƣơng ứng là y = 1; 1,5; 2; 2,5; 3 cm.
Chu trình nhiệt hàn của các điểm có khoảng cách khác nhau so với đƣờng tâm mối hàn đƣợc thể hiện trên Hình 14
60
Hình 14
Chu trình nhiệt thay đổi theo từng vị trí của mối hàn, sự thay đổi này phụ thuộc chính vào nhiệt lƣợng truyền vào vật hàn, hình dáng hình học của mối hàn cũng nhƣ các đ c tính của vật liệu.
Sự phân bố của nhiệt độ đỉnh tại vùng lân cận của đƣờng tâm mối hàn sẽ xác định cả kích thƣớc và hình dạng hình học của bể hàn cũng nhƣ vùng ảnh hƣởng nhiệt.
Tại những vùng mà nhiệt độ đỉnh không vƣợt quá nhiệt độ nóng chảy, vật liệu sẽ vẫn duy trì ở trạng thái rắn trong toàn bộ chu trình nhiệt, lúc này nhiệt lƣợng đƣợc truyền bằng hiện tƣợng dẫn nhiệt, chỉ có vùng bể hàn là nhiệt đƣợc truyền bằng đối lƣu. Nhiệt từ bể hàn bị thất thoát ra môi trƣờng xung quanh bằng các hiện tƣợng bốc hơi, sôi và bức xạ. Nhiệt thất thoát ra kim loại cơ bản vùng lân cận bởi hiện tƣợng dẫn nhiệt của vật liệu. Đây là một hiện tƣợng rất phức tạp và là một yếu tố cực kỳ quan trọng để xác định chiều sâu ngấu của mối hàn.