兩種散熱器電子束釬焊溫度場和應(yīng)力場數(shù)值模擬.pdf

1、具有毛細(xì)管板接頭的釬焊結(jié)構(gòu)件——6139T和6204T散熱器,是航空飛機(jī)發(fā)動機(jī)的重要組成部分。采用傳統(tǒng)的真空爐中釬焊對此類構(gòu)件進(jìn)行釬焊時,由于需要對基體和釬料整體同時加熱,且加熱冷卻時間長,難以滿足結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和性能要求,而電子束釬焊作為一種綜合電子束加工和真空釬焊優(yōu)點(diǎn)的新型焊接方法,具有高效、節(jié)能和零件變形小等優(yōu)點(diǎn),適合此類結(jié)構(gòu)件的焊接。本文根據(jù)電子束釬焊的特點(diǎn),將電子束點(diǎn)熱源轉(zhuǎn)化為掃描加熱時的面熱源,針對散熱器高溫下溫度實(shí)時測量和殘

2、余應(yīng)力實(shí)測困難這一問題,建立了二維有限元模型,以熱—彈塑性理論為基礎(chǔ),利用ANSYS軟件對6139T和6204T散熱器分別按兩種電子束釬焊工藝釬焊的溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了數(shù)值模擬,對于指導(dǎo)實(shí)際的生產(chǎn)具有重要的價值和意義。取得的主要結(jié)果和結(jié)論為:(1)溫度場計(jì)算結(jié)果表明,對于6139T散熱器,采用分階段加熱釬焊工藝,而對于具有較大尺寸的6204T散熱器,采用溫差法加熱釬焊工藝時,均獲得了均勻的釬焊面溫度分布,且在釬焊溫度范圍之內(nèi),證明所建立

3、的有限元分析模型是合理的。(2)6139T散熱器電子束釬焊應(yīng)力場計(jì)算結(jié)果表明,對于徑向殘余應(yīng)力,采用直接加熱釬焊工藝,釬焊面上出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中區(qū)域;而采用分階段加熱釬焊工藝,釬焊面上沒有應(yīng)力集中區(qū)出現(xiàn),且應(yīng)力變化曲線比直接加熱釬焊工藝平緩得多。對于周向殘余應(yīng)力,分階段加熱與直接加熱釬焊工藝相比,拉應(yīng)力峰值減小了11.2％。(3)6204T散熱器電子束釬焊應(yīng)力場計(jì)算結(jié)果表明,對于徑向殘余應(yīng)力,采用溫差法加熱釬焊工藝的應(yīng)力變化曲線比分階段