基于有限元的激光定点钎焊温度场研究

利用ANSYS软件对激光定点钎焊过程温度场进行了有限元模拟,在分析过程中采用三维单元,并考虑了材料热物性的非线性特征,建立了有限元模型,得出了钎焊过程中,不同工艺参数下试样表面的温度场分布图,并进行了温度测量和实际钎焊实验。结果表明:有限元分析温度曲线与实测温度曲线比较吻合,钎焊后金刚石与基体实现高强度连接。     

扫描电子束钎焊温度场数值分析

根据不锈钢毛细管板结构的钎焊特点,建立了扫描电子束钎焊温度场三维有限元分析模型。有限元计算结果与试验结果一致,证明所建立的温度场模型是合理的。利用该模型预测了束斑直径、扫描半径和束流三个工艺参数对扫描电子束钎焊温度场的影响。结果表明:大束斑直径、大扫描半径和小束流的扫描方式可以获得钎焊所需的局部均匀的温度场。利用有限元分析得到的优化工艺参数对毛细管板结构件进行了扫描电子束钎焊试验,获得了良好的钎焊接头。     

片式微波组件激光软钎焊气密封装技术研究

文中对片式微波组件激光软钎焊气密封装工艺开展研究,优化了影响焊缝成形的焊接结构、热台温度、助焊剂、离焦量、激光功率、焊接速度等工艺参数,分析了激光软钎焊密封接头微观组织,测试了激光软钎焊密封组件的气密性。结果表明:激光软钎焊封盖过程是一个温度场不断变化的动态过程,因此激光功率和焊接速度两参数也应在一定范围内通过程序设计动态调节。钎料可完全填充壳体与盖板之间形成的间隙,钎料中无空洞和裂纹,钎料未溢流到壳体内部。钎料与镀Ni 层接触并润湿良好,在钎料与壳体和盖板界面未形成粗大脆性的金锡金属间化合物。接头上部钎料基本保持(Sn)+(Pb)共晶组织状态,接头下部镀Ni层与钎料之间形成薄且均匀连续的金属间化合物层AuSn和AuSn₂。采用优化后的工艺参数激光软钎焊密封的组件气密性满足机载有源天线阵面应用要求。     

电子组装结构中激光软钎焊研究最新进展

综合评述激光软钎焊技术在电子工业的研究现状,分析激光工艺参数的优化,及其对钎料/焊点组织和性能的影响。同时分析有限元模拟在激光软钎焊中的应用现状,探讨激光软钎焊机理,以及对焊点可靠性的影响。为激光软钎焊技术的进一步研究和应用提供理论支撑。     

激光钎焊多层金刚石磨粒Ni-Cr合金成形工艺研究

为实现多层金刚石磨粒逐层激光钎焊成形,从单道扫描到单层扫描,再到多层扫描,系统研究了镍铬合金与金刚石磨粒的多层激光钎焊工艺。通过提取钎焊道与层的截面成形特征参量,对钎焊层截面成形质量进行参数化评价,并结合钎焊层表面形态,对钎焊层综合成形特性进行评价和讨论,研究了工艺参数对钎焊成形的影响。研究结果表明：激光功率与扫描速度是影响钎焊成形的重要因素,不仅影响着合金粉末的熔合程度、熔池宽度,还影响金刚石的分散状态和钎料对金刚石的浸润包裹性,最终影响钎焊层的平整性。当道与道之间的搭接率为30%~40%时,钎焊成形质量较好。在采用逆向扫描策略,扫描道数为10、固定激光功率为700 W、扫描速度为15 mm/s、光斑直径为1.5 mm、搭接率为30%的条件下,实现了多层磨粒的激光逐层钎焊成形,钎料对金刚石浸润包裹充分,钎焊层中间区域平整连续,整体成形质量好。     

基于简化热源的金刚石磨粒高频感应连续钎焊温度场仿真研究

针对高频感应连续钎焊温度场有限元仿真多场耦合计算复杂、效率低的问题,提出一种基于高斯分布的高频感应钎焊简化热源模型代替复杂的耦合计算,该模型的参数与感应器结构尺寸以及加热率密切相关。通过与传统电磁场—温度场耦合模型以及试验结果进行对比发现：相对于电磁场—温度场耦合模型,简化热源模型的网格数量和运算时间分别减少26.4%和44.6%,两者的计算结果误差最大为8.02%,而电磁场—温度场耦合模型获得的温度分布和加热曲线更接近试验测试结果;基于简化热源模型的高频感应连续钎焊温度场仿真结果与试验值之间的误差为10.1%,表明该模型能较好地预测移动感应加热的温度;移动感应钎焊仿真结果显示,扫描速度对工件残余应力的影响比较显著,而钎焊温度对工件残余应力的影响不明显。     

顶盖激光钎焊主要缺陷及影响因素分析

镀锌板由于其优异的耐腐蚀性而被广泛用于汽车工业,由于锌的低熔点和气化温度因素,在焊接加热过程中容易挥发,进而导致气孔、塌陷等焊接质量缺陷。激光钎焊以其光束能量密度高、热影响区域小、焊接速度快、变形小等优点,有效解决镀锌板焊接的上述问题,因此在白车身制造领域得到了广泛的应用,激光钎焊已逐渐成为汽车顶盖焊接的标准工艺。本文重点论述了激光钎焊的原理和特点,激光钎焊系统的组成结构和焊接参数规范的选择,分析了激光钎焊主要缺陷的种类及影响因素,以及介绍了杭州吉利汽车激光钎焊质量的评价标准。     

脉冲激光逐层钎焊金刚石-镍铬合金工艺研究

基于脉冲激光加工时的低能量输入和较小的热影响优势,将其应用到金刚石磨粒的钎焊过程中,以实现多层金刚石磨粒的逐层钎焊成形。通过单道及单层脉冲激光钎焊试验,研究了工艺参数对钎焊成形及对金刚石损伤的影响规律,并优选出较好的工艺参数进行了多层钎焊试验。研究结果表明：在脉冲激光钎焊成形过程中,工艺参数的变化主要通过改变峰值功率密度和线能量密度来影响钎焊成形和金刚石损伤形态。输入的能量密度不足时,钎焊道及钎焊层易出现熔融球、金刚石聚集、熔合不充分、不连续及不平整等现象;输入的能量密度过大时,易出现金刚石损伤、粉末材料及金刚石流失逃逸等现象。当线能量密度为14～25 J/mm²、峰值功率密度在5×10⁵～1.5×10⁶ W/cm²时,可得到平整性良好和金刚石磨粒形态良好的钎焊形貌,且在此参数范围内优选的参数条件下实现了多层结构的逐层钎焊成形,得到了较好的表面成形形态及较低的金刚石损伤形态。多层钎焊试块弯曲试验结果表明,钎焊层与基体之间具有较好的结合强度,未出现钎焊层剥离现象。     

导管感应钎焊温度场分布多点同步测温系统

钎焊温度及其分布是影响导管钎焊质量的最重要参数之一。针对导管感应钎焊升温快、温度分布差异大的特点,以K型热电偶作为温度传感器,基于AT89C52单片机开发了温度采样模块,采用MAX485构成了多点测温系统的通讯网络,利用PC机存储容量大、数据处理能力强的优点,研制开发了一套导管感应钎焊温度场多点同步测温系统。     

脉冲光纤激光诱导氧化硬质合金的温度场分布

利用ABAQUS建立了三维瞬态传热模型,计算了激光诱导下的温度场分布情况,并研究了激光参数对温度场的影响。仿真结果表明,工件最高温度随着单脉冲能量的增大以及扫描速度和光斑直径的减小而增大,热影响区的最大深度和宽度随着单脉冲能量的增大以及扫描速度和光斑直径的减小而增大。研究结果为优选激光诱导氧化硬质合金材料时的激光参数提供了重要依据。