Процессы распространения тепла при различных видах сварки чрезвычайно сложны и в основном без некоторых допущений и упрощений расчетным определениям не поддаются. В большин­стве случаев, однако, учитывая конкретно поставленные задачи рас­чета и условия сварки, удается перейти к более простым, идеаль­ным теоретическим расчетным схемам, достаточно хорошо отра­жающим действительную картину распространения тепла при сварке. Анализ процессов распространения тепла удобно начать именно с этих простейших случаев (см. далее).

Характер распространения тепла в теле существенно зависит от формы и размеров последнего. Близость границ тела к источнику тепла резко искажает тепловое поле, поэтому для расчетов прини­мают следующие схемы тела:

1.Бесконечное тело—тело, имеющее значительную протяжен­ность по всем координатным осям X, Y, Z, границы которого не влияют на характер теплового поля.

2.Полубесконечное тело — тело с одной ограничивающей плос­костью, которая влияет на распространение тепла, тогда как ос­тальные граничные поверхности достаточно удалены от источника тепла и наличие их не сказывается на распространении тепла по изделию.

3.Плоский слой — тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями, расположенными настолько близко от источника тепла, что их наличие приводит к искажению теплового поля. Другие ограничивающие поверхности тела достаточно удалены от источника и не влияют на распределение тепла. В данном случае температура точек тела по толщине не постоянна.

4. Пластина — плоский слой, в котором температура по оси, перпендикулярной к плоскостям, постоянна и поэтому прогрев по толщине можно считать равномерным. В этом случае распростра­нение тепла происходит только в одной плоскости, т. е. по двум дру­гим координатным направлениям.

5. Стержень — тело с прямолинейной осью, размеры которого по оси настолько значительны, что концевые поверхности не влияют на распространение тепла. Температура в любой точке произволь­ного поперечного сечения постоянна. Тепловой поток в стержне линейный и распространяется вдоль оси.

Разнообразие источников тепла, применяемых в сварке, обусло­вило необходимость их схематизации и упрощения для облегчения расчетов. Схематизацию источников Тепла производят по следую­щим признакам:

1) по распределенности — источники точечный, линейный, плоский и объемный;

2) по времени действия — мгновенный и постоянно (непрерывно) действующий;

3) по расположению относительно рассматриваемой точки — неподвижный, подвижный и быстродвижущийся.

Точечный источник тепла — источник, размеры которого во всех направлениях бесконечно малы. Практически любой реальный источник тепла занимает конечный объем, однако его можно счи­тать точечным, если он очень мал по сравнению с нагреваемым телом.

Линейный источник тепла имеет бесконечно малое поперечное сечение. Можно представить себе, что в этом случае тепло сконцент­рировано в тонкой длинной призме с сечением бесконечно малой величины.

Как и в предыдущем случае, реальные линейные источники имеют вполне определенную конечную площадь поперечного сече­ния. Если их поперечные размеры намного меньше размеров нагре­ваемого тела, мджно считать, что тепло источника распределено по линии.

Плоский источник тепла — это источник, тепло которого вы­деляется равномерно и одновременно по некоторой плоскости.

Объемный источник тепла — источник, выделяющий тепло по всему объему тела (например, нагревание тела протекающим по нему током).

Классификация расчетных схем источников тепла по времени действия, а также по расположению источника относительно иссле­дуемой точки не требует дополнительных пояснений.