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锡基合金焊接温度场的化学性能分析
 
    对于锡基合金焊接后的温度场进行分析,能够让我们更加了解其性能,让我们在焊接的过程中,根据接头的性能表现进行调整,优化焊接工艺,让其使用更加安全,而目前采用的分析方法氏是采用有限元进行分析,不仅节约了时间,更能够减少损耗。下面介绍的是利用有限元软件对锡基合金焊接温度场进行分析,希望能够给广大的客户一个清晰的认识。
      锡基合金焊接过程是伴随着材料的烧损的热电耦合过程,在热电分析中,通过采用实体单元分层加载来模拟热源移动的速度、电阻产热及流量的烧损,得到焊接过程中温度场分布情况以及焊件温度场分布特点。同时,采用红外图像实时测温系统检测锡基合金焊接过程中温度场的分布,使得数字计算分析焊接传热与实际检测温度场相结合的方式分析焊件温度场分布。
      一:温度场计算过程
      1、基本假设
      为简化求解过程提高计算效率,且不影响求解的结果的准确性,在数值模拟中要进行如下一系列的假设:①考虑焊件的对称性及载荷和温度分布的近似对称性,将其简化成轴对称问题;②忽略点击与工件件的接触电阻,两焊件之间的接触电阻假设为一层极薄的实体单元;③电极与工件的表面辐射和对流散热综合表面散热系数计算。
      2、电源和接触电阻
      锡基合金电热耦合模型的数值计算的基本方程包括:电势方程和热传导方程。电势方程用于描述电压分布;热传导方程用于描述产热、散热和温度分布。锡基合金焊接工件在通电后内部电压满足Laplace方程,接触电阻值主要取决于焊接的横截面积、同一时间内对口端面上存在的液体过梁数目以及各过梁上电流线收缩引起的电阻增加值。
      3、相变处理
      锡基合金焊接过程中工件的部分区域发生熔化,组织发生变化即存在相变,材料在相变过程中会吸收或者释放出潜热,常用的处理潜热的方法有温度回升法、等效比热容法。金属材料的比热容。导电系数、电阻率等物理性能参数都是温度函数,对焊接温度场的分布都有显著的影响,在有限元分析时常都选用典型温度下的值,然后ANSYS通过插值法和外推法确定未知温度值,但是在精确数值模拟必须确定物理性能参数和温度的具体函数关系。
      二:测量结果和模拟结果的比较
      锡基合金将实验测得的数据和模拟所得的结果进行比较,计算结果和测量结果大致西安铁通,说明所提出的锡基合金铸件的传热计算模型是可行和合理的,所建立的模型比较准确的模拟出了锡基合金的电热耦合过程。模拟结果和计算结果之间有差距,原因氏:①实际焊接过程中因解除金属烧损程度不同而形成凹凸不平的端面,导致实际热流加载不同一平面,与模拟过程中加载于同一平面有差别;②焊接过程中只有温度超过熔点锡基合金才被熔化,模拟简单认为单层焊接结束该层即被烧损,导致实际烧损量有偏差,影响最终的温度结果;③测量过程中伴随有较大的物质烧损,闪光飞溅干扰了红外线对焊件温度的测定,影响了测温的结果。
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