Cu/Ni金属丝深熔钎焊中石墨焊接池温度场分布规律研究
发布时间：2022-08-23 13:17
发热电缆的线芯由不等直径的Cu金属丝（冷线,?0.4~1.13mm）和Ni基合金发热丝（热线,?0.3~0.85mm）配对经深熔钎焊而成。发热电缆线芯的深熔钎焊是介于热导焊和钎焊之间的一种特殊焊接方式,主要利用铜电极与带孔石墨焊接池间的接触电阻生热熔化Ag基钎料,进而实现Cu/Ni基发热丝在带孔石墨焊接池中的钎焊。因此,石墨焊接池的传热特性是影响焊接热及焊接质量的关键问题之一。本课题是贵州大学机械工程学院贵州省特色装备及制造技术重点实验室承担国家自然基金项目“石墨熔池烧蚀行为对钎料流动铺展的影响及机理研究”的子课题,论文对石墨焊接池的传热性能、烧蚀作用下石墨焊接池内孔温度场的分布及实验验证等展开研究,具体研究内容如下:1.在已掌握Cu/Ni金属丝深熔钎焊工艺和已建立铜电极与圆柱石墨焊接池间的界面接触电阻数学模型的基础上,利用傅里叶传热定律及非线性瞬态热传导进一步明晰Cu/N i异种金属丝深熔钎焊电热耦合作用,理论分析石墨焊接池传热机制及影响石墨焊接池温度场分布因素。2.在石墨焊接池传热仿真计算中,采用实验测试技术获得普通石墨、精细石墨、模压石墨及等静压石墨四种材料的随温度变化的物理参数...
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 石墨传热机理及研究现状
1.2.2 石墨烧蚀机理及研究现状
1.2.3 深熔钎焊数值模拟研究现状
1.3 课题来源及主要研究内容
第2章 Cu/Ni金属丝深熔钎焊电热耦合数学模型
2.1 Cu/Ni金属丝深熔钎焊机理
2.1.1 Cu/Ni金属丝焊接质量要求
2.1.2 Cu/Ni异种金属丝深熔钎焊工艺
2.2 Cu/Ni金属丝深熔钎焊电热耦合数学模型
2.2.1 温度场数学模型
2.2.2 深熔钎焊热源求解方程
2.2.3 接触面积计算方程
2.2.4 铜电极-石墨焊接池接触电阻数学模型
2.3 本章小结
第3章 石墨焊接池传热特性数值模拟
3.1 有限元模型建立及网格划分
3.2 边界条件设置
3.3 材料性能参数
3.4 接触电阻的处理
3.5 仿真结果分析
3.5.1 深熔钎焊进程中石墨焊接池瞬态温度场
3.5.2 不同材料石墨焊接池温度场分布
3.5.3 铜电极温度分布
3.6 本章小结
第4章 石墨焊接池温度测试实验
4.1 实验平台搭建
4.1.1 石墨焊接池温升测试方案
4.1.2 铜电极-石墨焊接池温度场分布测试方案
4.2 实验结果与仿真结果的对比分析
4.3 本章小结
第5章 烧蚀作用下石墨焊接池内孔温度场研究
5.1 Ag钎料及丝材进入石墨焊接池后内孔温度场分布
5.2 烧蚀对石墨焊接池内孔温度场的影响
5.3 磨损对石墨焊接池内孔温度场的影响
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
附录 论文发表及参加研究项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]An elastic-plastic contact model for line contact structures[J]. Haibin Zhu,Yingtao Zhao,Zhifeng He,Ruinan Zhang,Shaopeng Ma. Science China（Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2018(05)
[2]发热电缆铺设结构对桥面融冰化雪的影响[J]. 李新贺. 黑龙江交通科技. 2018(01)
[3]异种金属冷金属过渡连接技术研究进展[J]. 冯振,张智源,赵干,李明科,翟德梅,苏光. 热加工工艺. 2017(23)
[4]不锈钢/铝合金异种金属激光-MIG熔钎焊工艺研究[J]. 朱宗涛,万占东,薛珺予. 材料导报. 2017(12)
[5]Cu/Ni异种金属丝深熔钎焊中接触电阻的影响因素研究[J]. 冯治国,胡蕤,刘雄风,李杨,郑俊强. 热加工工艺. 2017(09)
[6]纳秒脉冲激光烧蚀石墨电极的一维数值仿真[J]. 董勤晓,杨泽峰,刘之方,吴坚,李兴文. 电器与能效管理技术. 2016(21)
[7]铜/铝异种金属的电阻钎焊技术研究[J]. 王希靖,刘勇,郁志勇. 热加工工艺. 2016(17)
[8]发热电缆低温辐射地面供暖系统在工程中的应用[J]. 杨立峰. 山西建筑. 2016(15)
[9]DP780双相钢电阻点焊的数值模拟及试验验证[J]. 孙晓屿,黄雷,王武荣,韦习成. 焊接学报. 2016(04)
[10]弓网系统动态接触电阻数学模型的研究[J]. 李春茂,朱宁俊,吴广宁,高国强,吴杰. 高电压技术. 2015(11)
博士论文
[1]电阻连续加热成形电—热—力耦合试验及模拟[D]. 门正兴.重庆大学 2010
硕士论文
[1]异种金属丝深熔钎焊的温度场分析研究[D]. 胡蕤.贵州大学 2017
[2]高温电加热过程模拟分析[D]. 刘美慧.中国海洋大学 2008
[3]质子交换膜燃料电池接触电阻的数值模拟分析[D]. 高鹏.天津大学 2005
本文编号：3677832
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 石墨传热机理及研究现状
1.2.2 石墨烧蚀机理及研究现状
1.2.3 深熔钎焊数值模拟研究现状
1.3 课题来源及主要研究内容
第2章 Cu/Ni金属丝深熔钎焊电热耦合数学模型
2.1 Cu/Ni金属丝深熔钎焊机理
2.1.1 Cu/Ni金属丝焊接质量要求
2.1.2 Cu/Ni异种金属丝深熔钎焊工艺
2.2 Cu/Ni金属丝深熔钎焊电热耦合数学模型
2.2.1 温度场数学模型
2.2.2 深熔钎焊热源求解方程
2.2.3 接触面积计算方程
2.2.4 铜电极-石墨焊接池接触电阻数学模型
2.3 本章小结
第3章 石墨焊接池传热特性数值模拟
3.1 有限元模型建立及网格划分
3.2 边界条件设置
3.3 材料性能参数
3.4 接触电阻的处理
3.5 仿真结果分析
3.5.1 深熔钎焊进程中石墨焊接池瞬态温度场
3.5.2 不同材料石墨焊接池温度场分布
3.5.3 铜电极温度分布
3.6 本章小结
第4章 石墨焊接池温度测试实验
4.1 实验平台搭建
4.1.1 石墨焊接池温升测试方案
4.1.2 铜电极-石墨焊接池温度场分布测试方案
4.2 实验结果与仿真结果的对比分析
4.3 本章小结
第5章 烧蚀作用下石墨焊接池内孔温度场研究
5.1 Ag钎料及丝材进入石墨焊接池后内孔温度场分布
5.2 烧蚀对石墨焊接池内孔温度场的影响
5.3 磨损对石墨焊接池内孔温度场的影响
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
附录 论文发表及参加研究项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]An elastic-plastic contact model for line contact structures[J]. Haibin Zhu,Yingtao Zhao,Zhifeng He,Ruinan Zhang,Shaopeng Ma. Science China（Physics,Mechanics ＆ Astronomy）. 2018(05)
[2]发热电缆铺设结构对桥面融冰化雪的影响[J]. 李新贺. 黑龙江交通科技. 2018(01)
[3]异种金属冷金属过渡连接技术研究进展[J]. 冯振,张智源,赵干,李明科,翟德梅,苏光. 热加工工艺. 2017(23)
[4]不锈钢/铝合金异种金属激光-MIG熔钎焊工艺研究[J]. 朱宗涛,万占东,薛珺予. 材料导报. 2017(12)
[5]Cu/Ni异种金属丝深熔钎焊中接触电阻的影响因素研究[J]. 冯治国,胡蕤,刘雄风,李杨,郑俊强. 热加工工艺. 2017(09)
[6]纳秒脉冲激光烧蚀石墨电极的一维数值仿真[J]. 董勤晓,杨泽峰,刘之方,吴坚,李兴文. 电器与能效管理技术. 2016(21)
[7]铜/铝异种金属的电阻钎焊技术研究[J]. 王希靖,刘勇,郁志勇. 热加工工艺. 2016(17)
[8]发热电缆低温辐射地面供暖系统在工程中的应用[J]. 杨立峰. 山西建筑. 2016(15)
[9]DP780双相钢电阻点焊的数值模拟及试验验证[J]. 孙晓屿,黄雷,王武荣,韦习成. 焊接学报. 2016(04)
[10]弓网系统动态接触电阻数学模型的研究[J]. 李春茂,朱宁俊,吴广宁,高国强,吴杰. 高电压技术. 2015(11)
博士论文
[1]电阻连续加热成形电—热—力耦合试验及模拟[D]. 门正兴.重庆大学 2010
硕士论文
[1]异种金属丝深熔钎焊的温度场分析研究[D]. 胡蕤.贵州大学 2017
[2]高温电加热过程模拟分析[D]. 刘美慧.中国海洋大学 2008
[3]质子交换膜燃料电池接触电阻的数值模拟分析[D]. 高鹏.天津大学 2005
本文编号：3677832
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