Ti/TiAl钎焊接头应力的数值模拟

利用有限元方法，对采用银基钎料钎焊钛台金与TiAl时接头在冷却过程中的应力分布情况进行了分析．并研究了连接温度对应力分布的影响，结果表明，在钎料与钛合金和TiAl的连接界面处均存在一定程度的应力集中，其中钎料与钛台金的连接界面应力相对较大一连接媪度变化时,应力的分布基本没有变化,只是随着连接温度的降低，最大应力的数值随之减小。     

YG8/GH4169异种材料钎焊接头残余应力的数值模拟

钻探采样技术是实现月球土壤样本采集的首选方法,针对钻采工具中异种材料钎焊接头残余应力大、连接质量差等问题,以ANSYS有限元软件为平台,采用数值模拟方法,分析了YG8/GH4169钎焊接头残余应力的分布情况,以及添加Cu,Mo中间层时对接头残余应力的影响规律.结果表明,在硬质合金/高温合金钎焊接头中存在极大的残余应力,硬质合金靠近焊缝的顶点附近为应力集中的危险区域,最大轴向残余应力约为1 304 MPa;添加Cu,Mo中间层均能有效缓解接头残余应力,当中间层厚度小于0.6 mm时,Cu对接头残余应力的缓解效果更好,中间层厚度大于0.6 mm时,Mo的缓解效果更佳;Cu,Mo作为中间层时,缓解接头残余应力的最佳厚度均为1.0 mm左右,异种材料钎焊接头残余应力的试验结果与数值模拟结果基本吻合.     

钎焊间隙对钎焊接头残余应力的影响

在等静压石墨/BNi-2/304不锈钢套管式真空钎焊试验的基础上,使用有限元分析软件对钎焊接头在不同钎焊间隙下残余应力的大小和分布进行模拟,结合试验对模拟结果进行分析说明,判断接头薄弱区。结果表明,对于等静压石墨管和不锈钢管钎焊接头,304不锈钢侧和BNi-2钎料层中的残余应力对接头强度的影响不大;随着钎焊间隙增加,径向残余应力减小,接头强度提升,但钎焊间隙过大时会使接头拉断,影响母材连接;通过模拟分析发现,当钎焊间隙为50μm左右时,母材连接不充分;当钎焊间隙为150μm左右时,获得良好接头;当钎焊间隙为250μm左右时,受304侧与石墨侧的径向残余应力共同作用下,接头产生环形裂纹;当钎焊间隙为350μm左右时,沿轴线方向距接头顶部约900μm、沿径向方向距钎料约600～1 000μm处的等静压石墨为接头薄弱区,并产生环状裂纹衍生至接头端面。     

SiO2f/SiO2复合材料与金属铌环形钎焊接头的残余应力数值模拟

对陶瓷基复合材料SiO_2f/SiO₂与金属铌环形钎焊接头的残余应力进行了有限元数值模拟.结果表明,接头存在较大的径向拉应力σ_y和周向界面剪切应力τ_yx,其峰值分别为1 047 MPa和329 MPa.靠近焊缝的SiO_2f/SiO₂中存在应力集中,因而在焊后冷却过程容易首先破坏.在SiO_2f/SiO₂连接面表层加工沟槽可有效缓解残余应力,σ_y和τ_yx峰值分别降低到731 MPa和230 MPa.与不开槽钎焊比较,在靠近焊缝界面的SiO_2f/SiO₂侧表层,开槽钎焊使σ_y从200 MPa降至81 MPa、τ_yx从230 MPa降至53 MPa.陶瓷被焊表面开槽之后再钎焊填入钎料所引起的应力缓解,对于避免开裂、提高接头强度及可靠性十分有利.     

Si3N4陶瓷／45钢钎焊接头残余热应力数值模拟

采用热弹塑性有限元方法,考虑了温度变化对材料性能的影响,对Si3N4陶瓷/45钢钎焊接头的冷却过程进行数值模拟,得到了接头在冷却过程中界面、金属、陶瓷材料的降温曲线以及界面附近热应力大小和分布.模拟结果表明,接头界面降温速度介于金属和陶瓷外端面之间,陶瓷与金属温度差最大为89 ℃.在接头结合良好的条件下,冷却过程中陶瓷表面边棱距界面1.86 mm处存在最大主应力,可根据残余主应力在陶瓷表面的分布预测裂纹最有可能开启的位置.     

陶瓷金属钎焊接头优化与残余应力数值模拟

利用热弹塑性有限元数值模拟方法,在考虑了材料性能参数随温度变化的情况下,研究了接头形式对残余应力的大小和分布的影响规律.研究结果表明,试件形状、接头形式、钎料性能和中间层性能等参数对残余应力的大小有较显著的影响.圆形试件比方形试件的残余应力要小,对可能产生应力集中的棱边进行圆角过渡处理后,也可以降低残余应力峰值,陶瓷的焊接面凸起情况下的残余应力也比平面或凹陷情况下的残余应力要小,钎料和中间层与陶瓷和金属的热膨胀系数差别越小、钎料和中间层的屈服强度越小,残余应力越小.     

陶瓷-金属钎焊接头残余应力的数值分析

采用热弹塑性有限元方法，在考虑了材料性能参数随温度变化和界面反应层的情况下，计算了陶瓷／金属钎焊接头残余应力的大小和分布。通过计算发现：陶瓷／金属接头在冷却过程中产生的径向应力和剪应力对接头的影响较小。而在陶瓷表面的边缘接近焊缝的位置产生了最大的轴向拉应力，它影响接头的载荷承受能力，并且由于40Cr的屈服强度比45钢的高，计算出的Si3N4／40Cr接头的应力峰值比Si3N4／45钢的高。陶瓷／钎料和陶瓷／金属的界面反应层虽然薄，但它也是影响陶瓷／金属接头残余应力大小和分布的一个重要因素。另外，选择合适的钎料层、中问层和钎焊压力都可以有效地减小残余应力的峰值。     

EGR冷却器焊接残余应力的数值模拟分析

利用有限元分析方法模拟了某型号板翅式EGR冷却器的焊接残余应力场,并从残余应力的角度对该型号EGR冷却器在性能试验中发生泄露的原因进行了分析。模拟结果显示,板翅式EGR冷却器焊接残余拉应力峰值出现在扁管R角处的管板接头中,与该型号EGR冷却器发生失效的部位一致。通过优化焊缝的焊接顺序可以显著降低EGR冷却器上焊接残余拉应力的峰值。     

工艺过程对散热器电子束钎焊残余应力影响的数值模拟

利用ANSYS软件,建立二维有限元模型,分析了两种不同钎焊工艺对1Cr18Ni9Ti不锈钢散热器电子束钎焊接头残余应力的影响,旨在筛选出一种合适的工艺及参数.结果表明,对于径向残余应力,采用直接加热钎焊工艺,钎焊面上出现明显的应力集中区域;而采用分阶段加热钎焊工艺,钎焊面上没有应力集中区出现,且应力变化曲线比直接加热钎焊工艺平缓得多;对于周向残余应力,分阶段加热与直接加热钎焊工艺相比,拉应力峰值减小了11.2%.两种钎焊工艺的周向残余拉应力峰值均大于径向残余拉应力,钎焊面的危险部位沿圆周方向,即电子束扫描加热的方向.     

磨球残余应力的数值模拟及分析

通过铸造数值模拟软件ProCAST模拟了磨球铸态下的残余应力分布情况,同时通过X射线衍射仪,测定了热处理后磨球试样上应力分布状态.结果表明,磨球金属型部位先凝固,砂型部位后凝固,磨球内部组织致密、无缺陷;铸态下在磨球内有大量的残余应力,热处理后可以消除一定的铸造残余应力,但仍有大量残余应力存在.     

钛合金与不锈钢钎焊接头残余应力有限元分析

通过有限元分析的方法对TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢钎焊接头残余应力场进行分析,计算工艺参数对接头应力分布的影响.结果表明,在TC4、不锈钢母材与钎料接头两侧的界面区附近形成应力集中,并且在距离钛合金母材0.45mm处等效应力达到最大值.钎焊间隙在50μm时应力值最小,钎料的线膨胀系数在12×10-6℃-1时接头内应力达到最小值,连接温度对这些残余应力的集中与分布影响很小.     

金刚石与硬质合金钎焊接头应力场分析

采用ANSYS有限元数值模拟软件，运用瞬态非线性分析的方法，模拟出以Ag—Cu—Ti为钎料的金刚石与硬质合金钎焊接头的焊后应力场，并预报出钎缝厚度对钎焊接头应力大小和分布的影响，从而分别得出焊后金刚石层、钎料层与硬质合金区域的应力场分布，通过对应力场彩云图以及数据组的综合分析，找到焊后应力集中的危险区域；在数控真空钎焊炉中进行钎焊试验，由于施加压力的不同，得出钎缝厚度不同的焊接试件。而后进行抗剪强度试验，得出了钎料层厚度并不是越厚越好，而是存在一个最佳值的规律，计算所得规律与试验结果基本吻合。     

TiB2金属陶瓷/TiAl钎焊连接接头应力的数值模拟

利用有限元方法分析了采用Ag基钎料钎焊TiB2金属陶瓷与TiAl接头在冷却过程中的应力分布情况，并研究了连接温度对接头处应力的影响。结果表明，在钎料与TiB2金属陶瓷和TiAl的连接界面处均存在一定程度的应力集中，其中钎料与TiB2金属陶瓷的连接界面应力相对较大。连接温度变化时，应力的分布基本没有变化，只是随着连接温度的降低，应力的数值随之减小。     

铝合金钎焊接头金相试样制备方法

对6063铝合金钎焊接头金相试样进行手工磨平、磨光和机械抛光,再以不同的侵蚀剂分别侵蚀不同的试样表面,然后进行宏观、微观分析比较,结果发现经0.5%氢氟酸溶液和混合酸水溶液侵蚀后的试样,均能清晰地显示钎焊接头显微组织,效果较好.值得一提的是试样的磨平、磨光、抛光及侵蚀过程须一气呵成.     

过共晶ZA合金钎焊接头的显微组织及其形态

采用光学显微镜、扫描电镜和x射线衍射等分析手段,对过共晶ZA合金和钎焊接头的组织结构及其特征进行了研究分析.结果表明,用研制的新型高强软钎料钎焊过共晶ZA合金,获得的钎焊接头中有部分交互结晶产生,界面区组织较复杂,既有Cd,Sn,Zn固溶体,又有少量的细小的Mg2Sn和MgZn化合物;固溶体可以提高钎焊接头的强度和塑性,少量细小的化合物可强化基体组织,有利于强度的提高.     

TiB_w/TC4钛合金与C/C复合材料钎焊接头的界面组织结构

采用活性钎料TiZrNiCu对TiBw/TC4钛合金和C/C复合材料进行了钎焊连接,借助SEM,EDS,XRD等分析手段研究了钎焊工艺参数对接头界面组织结构的影响.结果表明,采用TiZrNiCu钎料可以实现对两种材料的连接,接头典型的界面结构为：C/C复合材料/TiC＋（Ti,Zr）2（Cu,Ni）/Ti（s,s）＋（...     

铝合金复合板钎焊接头组织特征

~~铝合金复合板钎焊接头组织特征$哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001@李卓然 $哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001@冯吉才 $哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室!150001@于捷 $浙江银轮机械股份有限公司!天台县317200@刘卫娇 $浙江银轮机械股份有限公司!天台县317200@罗爱娇 $浙江银轮机械股份有限公司!天台县317200@冯宗会     

铝合金钎焊凝固接头的组织特征和性能

研究了钎焊温度对钎焊接头微观组织的影响，并利用图像软件Image-Pro Plus确定了不同初始凝固温度下α-(Al)相在钎焊接头中的体积分数。结果表明：随着初始凝固温度增加，α-(Al)相所占的比例增大。通过成分分析(EPMA)和硬度测试，分析了硅扩散层的特征。压痕法测试结果表明：不同初始凝固温度下获得的同种组织，其力学和物理等综合性能不同，从而造成整个钎焊接头力学性能的差异。     

ZrO_2陶瓷与Kovar合金钎焊接头的组织与性能

在钎焊温度825~960℃,保温时间1~60 min的条件下,采用自行设计制备的Ag-Cu-TiH2活性粉末钎料实现了ZrO2陶瓷和4J33 Kovar合金的钎焊.利用扫描电镜、能谱分析及X射线衍射分析的方法对接头的界面组织进行了分析.结果表明,接头典型界面结构为Kovar/Ag（s.s）＋Cu（s.s）＋TiFe2/...