卷边接头激光钎焊复合热场模型的数值计算

材料导报, 2015, 29(18): 127-145. doi: 10.11896/j.issn.1005-023X.2015.18.028

卷边接头激光钎焊复合热场模型的数值计算

李绍伟 ^1, , 于治水 ^2, , 张培磊 ^3, , 李晓靓 ^4, , 仇丁丁 ^5, , 刘晓鹏 ^6,

1.上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心,上海201620

2.上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心,上海201620

3.上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心,上海201620

4.上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心,上海201620

5.上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心,上海201620

6.上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;高强激光智能加工装备关键技术产学研开发中心,上海201620

基金项目: 上海工程技术大学研究生科研创新项目(14KY0507,14KY0509) 国家自然科学基金(51375924) 上海市教委创新项目(14YZ139) 上海市自然科学基金(12ZR1444500) 上海市科委地方高校能力建设项目(13160501200) 上海工程技术大学校基金(2012gp21)

关键词：激光钎焊 , 卷边接头 , 数值模拟 , 温度场 , 工艺参数

Numerical Calculation of Composite Thermal Model of Laser Brazing Flange Butt Joint

Keywords： laser brazing , flange butt joint , numerical simulation , temperature zone , process parameters

为了研究卷边接头激光钎焊热现象,进行了母材为镀锌板,CuSi3作为钎料的激光钎焊实验.基于激光钎焊原理和卷边接头焊缝成型特点,通过有限元分析法对激光钎焊温度场进行了数值模拟,采用高斯双椭球复合热源模型模拟了钎料融化铺展流动的传热行为,模型考虑了材料热物理属性随温度变化的问题以及相变潜热、辐射和对流对传热的影响,对不同激光钎焊工艺参数下的温度场进行计算,结果表明:当激光功率为1200W,焊接速度为1.5 m/min,离焦量为30 mm时,卷边接头的峰值温度和温度梯度较低,对于获得成形质量良好的钎焊接头更为有利.

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