高强铝合金多层结构钎焊过程变形与流场数值模拟(2)
1.1 课题背景与意义
1.1.1 课题背景
本文模拟的工件是雷达器件的一种。远距离探测雷达是军事界的一种主要的防御手段，它有十分重要的作用，可以进行跟踪敌机、搜索、警戒等。随着科技的发展，远距离探测雷达的功能也得到进步，可以起到引爆、寻的、炮瞄、制导等进攻的辅助手段，非常显著的增加了武器的效能。除此之外，雷达在民用方面也有着十分广泛的应用，例如地图测绘，国土资源普查交通导航以及，气象、天气预报等。雷达的微波功率器件是雷达中最重要的器件之一，此器件非常显著地影响着雷达的功能。同时，微波功率器件的发展方向是被雷达器件的发展所引导的[9]。
现在科技武装力量在对抗中已经不断的得到了强化，军事领域对于电子装备的要求也越来越高，轻量化、小型化、高可靠性、高性能都是必须的，对更加优秀的焊接技术的需求也越来越高。现代雷达中的波导组件是一种具有多层复杂结构、精度很高、内壁粗糙度狠低的薄壁型构件，采用传统的机械加工成型是十分困难的。近年来，波导组件随着雷达技术的提高也在不断地改进，以前通常采用铜合金来制作波导组件，但由于现在铝合金的焊接技术发展的迅速，工艺和设备更加优秀，所以改用铝合金制作。但是，由于铝合金的焊接在技术方面还有一定的困难和欠缺，而且因为能够与铝合金母材相匹配的钎料种类太少以及钎焊方法的不足，从而导致多数辛辛苦苦加工出来多层复杂结构的铝合金工件存在这样那样的缺陷导致功亏一篑。因此，研究高强铝合金的钎焊工艺成为了提高成品其率的决定性课题。
1.1.2 课题意义
在过去的几十年中，计算机的发展对国防、航天、能源、气象、石油和核工业等研究及生产作出了实质性的贡献，产生了巨大效益。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，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。通过计算机上的模拟，就可以大大减少花费在试验上的资金与时间，可以提高铝合金钎焊工艺和方法，观察工件温度等变化，是一种非常实用且实惠的手段，具有一定的研究价值。
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
焊接实质上是一个将焊件的局部快速加热到高温，之后又快速冷却的过程，是金属装备及构件制造的重要成形技术。由于铝及铝合金本来就拥有特殊物理化学特性，如变形大和热扩散快等，这让它拥有的焊接问题特别突出。为此，人们想出了了各种各样的焊接方法，如电子束焊、激光焊、MIG焊、TIG焊、搅拌摩擦焊以及激光.电弧复合焊等[11]。
1.3.2 铝及铝合金的焊接特点
（1）强氧化力：铝具有十分强的氧化能力，即使室温条件下，空气中的铝也十分容易和氧气反映形成致密的氧化薄膜。这个氧化膜的熔点远远高于铝合金母材的熔点，在焊接的过程中就会阻碍铝材的熔化，对焊接过程造成影响，产生夹渣。而且薄膜还会吸收水分，极可能致使气孔的形成，降低焊接接头的力学性能。因此，为了保证焊接接头性能的良好和焊接质量，焊前必须认真清理Al2O3薄膜，并在焊接过程中防止氧化，对高温下的金属进行保护。这是铝及铝合金焊接需要注意的的一个十分重要的特点。
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