本发明涉及磁控旋转电弧焊接工艺，具体涉及到一种用于磁控旋转电弧焊接的热源模型计算方法。
背景技术：
1、磁控旋转电弧焊接工艺是一种利用电弧放电产生的热量加热焊件，零件在电弧在外加磁场和感应磁场的相互作用下高速旋转，随着电弧高速旋转时间的增加，零件表面被加热至熔融状态，随后在顶锻压力的作用下实现连接的焊接工艺。对于管状零件的焊接过程中，由于电弧的集肤效应，熔化区域主要集中在管状零件的外表面一定深度范围内。因此径向不同位置，管状零件的加热程度是不一样的，越靠近外表面，其加热程度越高。
2、因此，要实现磁控旋转电弧焊接的仿真，首先就要解决的是焊接仿真热源的问题。目前一般的焊接热源模型主要有双椭球热源模型、圆柱体热源模型、锥形热源模型等等，其针对的焊接工艺主要为激光、mig、tig、电子束等以外输热源为主的焊接工艺。
3、上述热源模型，都是属于对称热源模型。但是对于磁控旋转电弧焊，集肤效应使得热源模型沿着径向(管状零件的中心线为参照)方向，离外表面越远，其热流密度越低。因此基于上述考虑，需要重新开发一个能够适配磁控旋转电弧焊接工艺的等效热源模型。
技术实现思路
1、本发明提供了一种用于磁控旋转电弧焊接的热源模型计算方法，具体方案如下：
2、计算圆形导体半径r处的电流密度jr，公式如下：
3、
4、式1中，e表示幂指数符号，j0为导体表面的电流密度，r内为圆形导体内径，r外为圆形导体外径，r为离圆心向外的距离，δ为电流的趋肤深度；
5、由于r＝r外-y，同时考虑焦耳定律，计算距离圆心r处的放电热功率qr：
6、
7、式2中，q0为零件外表面中心点处的热流密度；
8、计算其中一位置的热能密度q：
9、
10、式3中，a表示x方向的正态分布标准差，b表示z方向的正态分布标准差，其中，x方向为圆形导体的切线方向，z方向为圆形导体的轴向方向；
11、根据式2得出：
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13、将式4带入式3得出：
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15、最终得出针对磁控旋转电弧焊的热源模型表达式为：
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17、本发明针对磁控旋转电弧焊工艺中所涉及的集肤效应所造成了外侧电流密度大于内测电流密度的情况，以某一时刻产生发电现场的径向最外点最为中心点，分别沿着切向(x轴)、径向(y轴)、轴向(z轴)建立热源模型公式：通过本发明提供的热源模型，可以为磁控旋转电弧焊的工艺优化提供了有力支持。
1.一种用于磁控旋转电弧焊接的热源模型，其特征在于，