真空玻璃激光焊接的成型研究.pdf

1、真空平板玻璃是一種透明、節(jié)能型高技術(shù)玻璃深加工產(chǎn)品，制造技術(shù)難度高，其中封邊性能是一個一直困擾科研工作者的難點。真空玻璃封邊焊接涉及到脆性材料（玻璃）的熱應(yīng)力問題，而脆性材料的焊接不同于金屬材料，其傳熱系數(shù)小，易碎等特性，決定了其不能用普通焊接方法焊接?，F(xiàn)階段，真空平板玻璃采用高溫熔接法封接，該方法將玻璃和焊料放入高頻加熱爐中，焊料和玻璃基材溫度較均勻，熱應(yīng)力較小，但其生產(chǎn)速度較慢。本文來源于國家自然科學(xué)基金項目《面向長時間高溫封接的真

2、空平板玻璃LOW-E膜失效機(jī)理及其對玻璃表面應(yīng)力分布的影響研究》。在掌握高溫生產(chǎn)制造真空平板玻璃的工藝基礎(chǔ)上，充分理解激光焊接技術(shù)的條件下，借助有限元分析軟件ANSYS模擬分析真空平板玻璃激光焊接的成型過程，并通過對微觀組織結(jié)構(gòu)分析檢驗激光焊接的可行性，來解決現(xiàn)階段真空平板玻璃不能快速封邊問題。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，熱量的輸入是影響真空平板玻璃焊接性能的重要因素之一。熱輸入量越小，熱源性質(zhì)就可控制較為精確，焊接時的熱影響區(qū)的熱膨脹量

3、就小，出現(xiàn)的殘余應(yīng)力越小，越不容易產(chǎn)生因受熱不均造成的破碎現(xiàn)象。激光焊接具有高能量密度、焊接速度快、熱影響區(qū)較小的特點，是較為理想的焊接脆性材料的方法。
　　 本文中，運用有限元軟件ANSYS模擬真空玻璃激光焊接過程中溫度場的變化狀況，找到了溫度場變化的規(guī)律，即熱源加載完成后，玻璃基材隨熱源升溫的速度非常不均勻，靠近焊料的部分溫度變化較大，遠(yuǎn)離焊料的部位沒有變化，熱量沿垂直玻璃面的Z方向溫度梯度變化較大，且熱量向四周對流散熱量較

4、多，向內(nèi)部傳遞熱量較少。通過熱結(jié)構(gòu)耦合模擬分析了溫度梯度對應(yīng)力應(yīng)變產(chǎn)生的影響狀況，真空保溫狀態(tài)下是邊角處變形較大，常溫下冷卻時周邊變形較小而中間部位變形最大。
　　 本文中實驗是在對玻璃基材、低熔點焊料充分預(yù)熱的條件下，用激光對真空玻璃封邊。在嚴(yán)格控制熱輸入量的情況下，快速對試件四邊進(jìn)行焊接，以保證各邊受熱均勻，從而提高接頭的塑性和強(qiáng)度。通過兩種不同激光束運動速度5mm/s、10mm/s狀況下的試樣組織結(jié)構(gòu)分析，得出5mm/s速