高强铝合金多层结构整体钎焊过程变形ADINA有限元模拟(3)
1.1.2 课题意义
近年来，随着科技的进步，计算机技术得到了不断的发展，有限元软件的功能也越来越强大并且在不断的进步之中，这让计算机模拟焊接过程成为了可能，而且也是十分实用有效的方法。通过有限元的分析手段和热分析理论，可以对真空炉中铝合金钎焊过程的温度场分布、应力及应变变数值进行分析，得到一种虚拟的真空钎焊的方法和手段，通过这种方法为钎焊产品的工艺的提高埋下基础是十分有意义的。通过这种计算机上的模拟，可以大大的减少实验的成本，可以提高铝合金钎焊工艺和方法，是一种非常实用且实惠的手段，非常具有研究价值。
1.2 铝及铝合金研究现状
1.3 铝及铝合金焊接方法研究现状
1.3.1 铝及铝合金的焊接方法
1.3.2 铝及铝合金的焊接特点
（1.4 铝合金的真空钎焊
真空钎焊是一种质量好、成品率高、没有腐蚀、没有污染的钎焊方法，近年来得到了前所未有的关注。钎剂虽然可以快速有用的地去除氧化薄膜,但是钎剂遗留下来的残渣的腐蚀性也很强，如果焊接过程后没有及时清洗干净钎剂的残渣，焊接接头很快就会受到腐蚀破坏。铝的真空钎焊指的是在真空的条件下不使用钎剂来完成铝零件的钎焊一种优秀的工艺方法[14]。真空钎焊技术作为一种无污染、成品率高、质量好的钎焊方法，近年来越来越受到重视。这种焊接方法避免了环境污染的问题，是在发展趋势应运而生。
1.4.1 铝合金的真空钎焊原理
铝及铝合金的真空钎焊工艺是在真空的条件下中利用镁作为活化剂来进行的一种无钎剂的钎焊工艺[15,16]。钎焊前要将清洗干净并且装配好的工件和夹具静止摆放在真空环境中中，工件焊缝与母材结合区的洁净的表面在常温下就会被氧化形成一定厚度的氧化薄膜（A1203）。机械泵和扩散泵一起工作下，钎焊炉被抽空达到所需求的真空度（小于10-3Pa），接下来通电接着加热。由于铝的氧化薄膜的热膨胀系数十分小，只有铝的三分之一，加热过程中铝及铝合金会发生急剧膨胀，使膜破裂，液体钎料可以从裂开的地方流人氧化薄膜，把氧化层挤开，完全将其挤碎，达到去除氧化层的作用。这就需要非常小的间隙、合适的温度以及不低的真空度，让铝原子的活性提高，改善钎料的浸湿性、运用Mg，Si等元素的促进催化作用来去除铝母材表面上氧化薄膜。当温度比钎料的熔点更高，比母材熔点更低时，熔化后的钎料凭借毛细作用和润湿进入铝母材的间隙之中，并保持在其中，母材的间隙被钎料填满并发生相互扩散形成钎焊接头。
1.4.2 铝及铝合金的真空钎焊设备
铝及铝合金的真空钎焊设备主要是由真空炉以及真空系统两个部分组成。真空钎焊炉指的是在真空环境中进行钎焊的机电一体化设备，分别由加热部分和真空部分组成，真空系统可以满足真空钎焊工艺所需求的真空度，只有真空度达到需求值时，才可以进行真空钎焊的升温过程；加热部分的作用是加热零件和熔化钎料，做好零件钎焊的过程，这个过程在温控仪的调控下自动完成。加热过程完成之后马上进行的是冷却步骤，在炉内温度稳步下降到出炉温度时就可以把零件去除炉中，完成零件的钎焊。
1.4.3 铝及铝合金钎焊方法
对于铝和铝合金的焊接，方法主要以手工MIG焊和自动MIG焊为主，这些焊接方式设备复杂，操作难度也比较高。铝钎焊近年来发展迅速，具有尺寸精度好、填充金属多种选择、加热温度不高、钎焊件变形小等优点。钎焊可以适用于许多不同种类的材料，接头可以获得良好的综合性能。钎焊是依靠液态钎料和固态钎料焊金属的间隙并与之形成金属结合而连接金属的一种方法[17]。钎焊方法种类很多，比较常见的有火焰钎焊，盐浴钎焊，真空钎焊等。