兩種散熱器電子束釬焊溫度場和應力場數(shù)值模擬.pdf

1、具有毛細管板接頭的釬焊結(jié)構(gòu)件——6139T和6204T散熱器,是航空飛機發(fā)動機的重要組成部分。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)件的設計和性能要求,而電子束釬焊作為一種綜合電子束加工和真空釬焊優(yōu)點的新型焊接方法,具有高效、節(jié)能和零件變形小等優(yōu)點,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,將電子束點熱源轉(zhuǎn)化為掃描加熱時的面熱源,針對散熱器高溫下溫度實時測量和殘

2、余應力實測困難這一問題,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力場進行了數(shù)值模擬,對于指導實際的生產(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力場計算結(jié)果表明,對于徑向殘余應力,采用直接加熱釬焊工藝,釬焊面上出現(xiàn)明顯的應力集中區(qū)域;而采用分階段加熱釬焊工藝,釬焊面上沒有應力集中區(qū)出現(xiàn),且應力變化曲線比直接加熱釬焊工藝平緩得多。對于周向殘余應力,分階段加熱與直接加熱釬焊工藝相比,拉應力峰值減小了11.2％。(3)6204T散熱器電子束釬焊應力場計算結(jié)果表明,對于徑向殘余應力,采用溫差法加熱釬焊工藝的應力變化曲線比分階段