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基于ANSYS的高硅鋁合金平板對接激光焊數(shù)值模擬

2020-09-10 07:22:44王鵬陸何慶國
電焊機 2020年4期

王鵬陸 何慶國

摘要:介紹目前國內(nèi)外高硅鋁合金激光焊接的趨勢,詳細闡述ANSYS激光焊接有限元模擬的分析過程,從幾何模型的建立、網(wǎng)格劃分、定義材料屬性等方面介紹了前處理過程;從熱源的加載、生死單元技術(shù)、瞬態(tài)熱分析方面介紹了溫度場分析過程,獲得了焊接及冷卻過程溫度場分布情況;通過ANSYS后處理器得到了溫度場分布云圖;通過熱結(jié)構(gòu)耦合過程得到了焊接瞬時應(yīng)力分布。仿真得到的溫度場滿足焊接溫度需求,應(yīng)力場分布會產(chǎn)生一定的形變。

關(guān)鍵詞:高硅鋁合金;網(wǎng)格劃分;體生熱率熱源;生死單元;通用后處理器

中圖分類號:TG457.14文獻標志碼:A文章編號:1001-2303(2020)04-0123-05

DOI:10.7512/j.issn.1001-2303.2020.04.22

0 前言

目前國內(nèi)外在微波組件外殼封裝領(lǐng)域的焊接材料主要有Al、Cu、Mo、W、Kovar、Invar和W-Cu等,其中Kovar合金和Invar合金雖然熱膨脹系數(shù)較低,但其熱導率差、密度高、剛度低,不能滿足電子設(shè)備輕量化的要求。Cu與熱膨脹系數(shù)較小的Mo和W混合形成的復(fù)合材料雖然熱導率較高,但其密度過高,不宜作航空航天材料。Al 具有熱導率較高、密度較低、成本低及強度高等優(yōu)點,可以采用較高含量的低熱膨脹系數(shù)顆粒進行復(fù)合,從而降低合金的熱導率,與半導體材料相匹配,因此新型高硅含量的硅鋁復(fù)合材料(常稱作高硅鋁合金)的出現(xiàn)引起了研究者的重視。高硅鋁合金熱膨脹系數(shù)為4.1~23.6×10-6/K,提高硅含量可顯著降低合金材料的密度及熱膨脹系數(shù)。同時,高硅鋁合金還具有熱導性能好,剛度較高,與金、銀、銅、鎳的鍍覆性能好,與基材可焊,易于精密機加工等優(yōu)越性能。……

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