电子束焊是利用高能聚焦电子束熔合金属的一种先进连接技术,其焊接热过程具有快速瞬态高强度的热冲击特点.开展电子束焊接瞬态热冲击效应的研究对于揭示电子束焊接过程中的诸多非定常物理现象,促进电子束加工技术的发展与应用具有重要的理论和工程实际意义.该论文重点对电子束焊接过程中的宏微观瞬态传热行为、热冲击效应及其对材料的损伤行为等问题进行了系统研究.从数学描述和物理机制上对电子束焊接微观尺度内的快速瞬态热传导进行了理论分析,探讨了高能电子束焊接的超短时热量传递行为和快速瞬态温度响应特征,提出了电子束焊接热量传播的瞬时薄层波动模型.研究表明,高能电子束焊接导致热源附近的局部区域引发显著的温度阶跃,脉冲电子束焊接中还会出现二次升温现象,导致更强烈的动态温度冲击效应.通过对电子束焊接瞬态传热过程的数值分析,提出了基于快速瞬态热传导理论的电子束焊接脉冲穿透机制,探讨了准稳态焊接过程的非Fourier效应.研究结果表明,电子束前方加热区受到显著的温度冲击.在此基础上,建立了适合于实际应用的电子束焊接热场分析模型,进而讨论了电子束深熔焊的瞬时热场行为和温度分布特征.