自然界中，热量的传递主要有三种基本方式，即热传导、对流和辐射。热传导指物体内部或直接接触的物体间的传热。热传导一般发生于固体内部。热对流指物体内部各部分发生相对位移而产生的热量传递。热对流通常发生于流体内部。热辐射指物体表面直接向外界发射电磁波来传递能量。热辐射过程中能量的转化形式是：热能一辐射能热能。由于物体的辐射能力与其热力学温度的四次方成正比，因此，温度越高，辐射能力越强。

在焊接过程中，上述三种传热方式都存在，对于电弧焊来讲，热量从热源传递到焊件主要是通过热辐射和热对流，而在母材和焊丝内部，则以热传导方式传递。

焊接传热过程所研究的内容主要是焊件上温度分布及随时间的变化问题，因此，以热传导为主，适当考虑对流和辐射的作用。

焊接过程：热源加热→熔化→冶金反应（前三步为加热过程）→结晶→固态相变→接头（后三步为冷却过程）

焊接传热过程的特点：

（1）局部性——加热和冷却过程极不均匀；

（2）瞬时性——1800K/s；

（3）热源是运动的；

（4）焊接传热过程的复合性。

可提供热能以实现基本的焊接过程的能源。熔焊时，为了实现优质连接，必须有一定能量的热源在待焊部位局部区域作用，通过加热、熔化和随后的冷却凝固而形成焊缝。

这样，焊接传热过程显然有两点特征：(1)热作用的集中性。焊接热源集中作用于焊件接口部位，必然使焊件存在温度梯度，势必引起不均匀的应力场或应变场、不均匀的组织和性能变化以及焊接变形等问题。(2)热作用的瞬时性。焊接热源始终处于以一定速度运动的状态之中，因而对焊件上受到热作用的任一点而言，瞬时所能得到的热能是有限的。

实际上，焊件上的传热过程是一种准稳态过程。在这种条件下所发生的各种冶金学变化，是不易达到平衡的。同整体均匀而缓慢加热的一般热处理过程相比，焊接过程显然要复杂得多。因此在金属焊接性的研究中不能忽视焊接热源的影响。

熔焊时，为了实现优质连接，必须有一定能量的热源在待焊部位局部区域作用；通过加热、熔化和随后的冷却凝固而形成焊缝。这样，焊接传热过程显然有两点特征：

（1）热作用的集中性焊接热源集中作用于焊件接口部位，必然使焊件存在温度梯度，从而不可避免地要产生热传导过程。焊件上各点在某一瞬时的温度分布，一般称为温度场。焊接过程中，焊件上形成的不均匀温度场，势必引起不均匀的应力场或应变场、不均匀的组织和性能变化以及焊接变形等问题。

（2）热作用的瞬时性焊接热源始终处于以一定速度运动的状态之中，因而对焊件上受到热作用的任一点而言，瞬时所能得到的热能是有限的。在这种情况下，当焊接热源接近焊件上某一点时，传导来的热量将使该点迅速加热升温；随着热源的逐渐远离，则又迅速地从该点导出热量而使其冷却降温。可见．焊件上受到热影响的任一点可能达到的峰值温度必然是有限度的。实际上，焊件上的传热过程是一种准稳态过程。在这种条件下所发生的各种冶金学变化，是不容易达到平衡状态的。 2100433B

冷凝传热是指蒸气与温度低于其饱和温度的壁面接触时，将潜热传给壁面而自身冷凝的一种对流传热过程。工业上经常见到加热水蒸气再冷凝；在很多单元操作（如蒸馏、蒸发和制冷）中也有各种组分蒸气的冷凝。此外，化工生产中还有组分沸点差较大的混合蒸气的冷凝，在冷凝的同时还伴有可凝蒸气向冷凝壁面扩散的现象，故属于热质传递过程。

强化冷凝传热冷凝类型

蒸气在壁面上的冷凝有两种类型：①膜状冷凝。当冷凝液能润湿壁面时，在壁面上形成一层连续的液膜；蒸气在液膜表面冷凝。冷凝放出的潜热必须通过这层液膜才能传给壁面，因此液膜是冷凝传热的热阻所在。②滴状冷凝。若冷凝液不能润湿壁面，冷凝液以液滴形态附着在壁面上。当液滴增长到一定尺寸后，沿壁面滚落或滴下，露出无液滴的壁面，供继续冷凝。滴状冷凝时的传热分系数比膜状冷凝时大 5～10倍或更多。但在实际设备中，滴状冷凝不稳定,通常是膜状冷凝,所以冷凝传热设备一般按膜状冷凝设计。

强化冷凝传热影响因素

单一饱和蒸气冷凝时，汽相热阻（来自气相边界层）一般很小，往往忽略不考虑，传热系数取决于液膜厚度、液膜流动状况和冷凝液的物性。凡有利于减薄液膜厚度的因素，都会增强冷凝传热。例如冷凝液密度大、粘度小以及液膜流向与蒸气流向一致等，均能使液膜减薄，从而使传热分系数提高；而冷凝温度差的增大，冷壁表面不光滑，则会使液膜加厚，导致传热系数下降。

此外，影响冷凝传热的因素还有：①不凝性气体。当蒸气中存在不凝性气体时,即使只有1%，也会导致传热系数下降50%以上。蒸气中通常含有少量不凝气体，在冷凝过程中不凝性气体会逐渐积累。因此，冷凝器上须备有不凝气体的排放口，操作时定期排放，以保持良好的传热效果。②蒸气过热。当过热蒸气与温度低于饱和温度的壁面接触时，壁面上会有凝结液析出，形成一层液膜，液膜表面温度一般认为近似等于饱和温度，由于饱和温度低于过热蒸汽的主流温度，因此对主流蒸汽产生冷却作用，这部分热交换称为显热交换，可由常规对流换热关联式计算对流换热系数，但显热换热量相对于蒸汽凝结释放的潜热量一般很小，所以通常忽略之。过热蒸汽在流动过程中，一边降低温度，一边发生凝结，直到主流温度降低到饱和温度，此时温度不再变化，从这个位置开始，就是常规的饱和蒸汽冷凝段。

在传热过程中，如果一种流体和固体表面问的传热系数(如α₂)相对另一种流体的表面传热系数(α₁)较小，而且该表面传热系数(α₂)所对应的热阻在传热过程总热阻中是最大的，则此时降低这一最大热阻可明显提高传热过程的传热强度。降低表面对流换热热阻的方法有许多，在表面上加装肋片，使表面成为肋壁，增大流体与壁面的换热面积是减小表面换热热阻的有效手段。

如图2所示，平壁一侧为光壁，另一侧由肋片组成肋壁。设无肋一侧的表面积为A_i，肋壁侧总表面积为A₀，它包括肋面突出部分的面积A₂及肋与肋间的平壁部分的面积A₁两个部分，即A₀=A₁ A₂。肋间壁面与流体的换热量为α₀A₁(t_w0-t₀)，而肋面本身与流体的换热量则为α₀η_fA₂(t_w0-t₀)。此处η_f为肋片效率。在稳态条件下，通过传热过程各环节的热流量Q是一样的。