单选题
16.熔池结晶过程中,晶粒成长的方向以及平均线速度都是变化的,晶粒成长线速度在焊缝中心最大,在熔合线上最小,等于()。
A
零
B
1/2焊速
C
2/3焊速
D
3/5焊速
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
在焊接熔池结晶过程中,晶粒的生长方向始终垂直于熔合线(即等温面),并指向焊缝中心。晶粒成长的线速度($R$)与焊接速度($v$)及生长方向与焊接速度方向之间的夹角($\theta$)有关,其关系式为:
$$ R = v \cdot \cos\theta $$
1. **在熔合线上**:晶粒生长的方向与焊接速度的方向垂直,即夹角 $\theta = 90^\circ$。
此时,$\cos 90^\circ = 0$,所以晶粒成长线速度 $R = v \cdot 0 = 0$。
这意味着在熔合线处,晶粒刚开始形核生长,其沿生长方向的瞬时线速度相对于热源移动方向的分量在几何投影上为零(或者理解为生长前沿在该点相对于熔合线的法向推进速度在初始时刻的特定几何关系下,通常考点在于此处生长速度与焊速的几何投影关系,当生长方向垂直于焊速时,有效成长速率在焊速方向无分量,但在结晶动力学中,通常指晶粒尖端推进速度。更准确的物理图像是:在熔合线边界,晶体生长方向垂直于熔合线。如果我们将焊接速度矢量分解,在熔合线最前端(尾部),生长方向与焊速反向平行,速度最大;而在两侧熔合线,生长方向与焊速垂直。题目通常考察的是几何关系极值点。根据经典焊接冶金学理论,晶粒生长速度 $R$ 在熔池尾部中心最大,等于焊速 $v$;在熔合线两侧,生长方向与焊速方向垂直,此时 $\cos\theta=0$,故 $R=0$。)
2. **在焊缝中心**:晶粒生长的方向与焊接速度的方向平行(或接近平行,取决于具体位置,通常在熔池尾部中心),此时 $\theta = 0^\circ$,$\cos 0^\circ = 1$,所以 $R = v$,达到最大值。
综上所述,晶粒成长线速度在熔合线上最小,等于零。
**故正确答案为:A**
题目纠错
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