摘 要: 对微小尺寸的镍基钎焊不锈钢板翅结构在真空钎焊过程中产生的残余应力分布与热变形状况进行研究分析。采用有限元方法对三层结构的钎焊过程进行了热—力分析,分析考虑真空钎焊的加热特点同时考虑板翅材料和镍基钎料与温度相关的材料特性,得到了钎焊过程中结构的温度变化规律以及钎焊后的残余应力分布和热变形特征。结果表明,隔板与翅片具有不同的热变形特征,板翅钎焊接头钎角处应力状况复杂,易萌生裂纹导致板翅结构的失效,需要选择合适的钎焊时间以得到较好的钎焊接头。
0 序 言
多通道的板翅结构是板翅式换热器芯体的基本结构,其制造质量直接决定着换热器的质量。由于整体钎焊的板翅结构板与翅间的相互约束以及钎焊过程中夹具施加的压力,钎焊后的板翅结构尤其是微小型结构的质量往往会受到钎焊残余应力和热变形的影响。尤其不锈钢板翅式换热器,实际的钎焊工艺[1]一般不进行专门的钎后消应力处理,残余应力尤其是钎焊接头处残余应力的存在势必会影响换热器的运行可靠性。目前为止,对板翅结构,其研究主要集中在钎焊接头的力学状态以及结构钎焊后的流体换热情况[2] ,而对板翅结构整体钎焊残余应力分布和热变形研究则相对较少[3] 。另一方面,由于板翅结构紧凑,特征尺寸可以达到微米级,目前常规的试验手段较难完成钎后接头残余应力的测定,而大多采用计算模拟方法进行分析研究[3] 。文中使用有限元方法来对小尺寸镍基(AWS BNi - 2) 钎焊的三层逆流不锈钢(AISI SS304) 板翅结构真空钎焊残余应力分布和整体热变形特征进行分析讨论,以期对微小型板翅结构设计和设备的钎焊封装提供必要的指导。
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