一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法技术

本发明专利技术是一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法。获取同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟的计算参数；计算塑性形变作用后界面处的接合长度和微洞高度；求解各级模块构成的常微分方程的初始值，确定微洞高度和界面处接合长度随焊接时间的变化数据；求解扩散焊接的总体焊合率，在扩散焊接界面处的变化行为结束，微洞焊合完成。本发明专利技术改进了模拟计算精度较低、与实际焊接吻合程度较低等问题，能够实现同种材料扩散焊接界面处微洞焊合过程的模拟，并能独立分析各个模块对于微洞焊合的贡献，获得焊合率随焊接时间的变化数据。从而可以用模拟替代实验研究扩散焊接的规律和摸索工艺参数，并为扩散焊接界面行为演变提供一定的理论依据。

【技术实现步骤摘要】
一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法
本专利技术涉及微洞焊接
，是一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法。
技术介绍
扩散焊接的过程可以分为四个部分：首先在初始状态，凹凸不平的待焊界面相互接触，在界面处形成若干微洞；通过焊接温度和压力的作用，在接触处产生塑性变形，接触面积扩大而形成部分界面；接触表面发生元素扩散和晶界迁移，微洞不断减小；通过体积扩散使微洞消除形成可靠接头。因此，扩散焊接的过程可以看作是将界面处的微洞尽可能地消除，从而提高焊合率并形成可靠接头的过程。界面处的微洞受到工艺参数的影响，而微洞的存在也将影响到接头的可靠性。因此，对微洞焊合进行研究具有重要意义。针对金属材料扩散焊界面处微洞焊合的问题，众多学者从数值模拟的角度提出了不同的焊合模型。其中，有学者认为界面处的微洞在焊合过程中受到了四个模块(塑性变形模块、表面源模块、界面源模块、蠕变模块)的联合作用，其他学者在此基础上曾进行过一些有益的探索(例如：ScienceChinaTechnologicalSciences，2012，55(9)：2420-243本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法，其特征是：包括以下步骤：/n步骤1：获取同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟的计算参数；/n步骤2：采用迭代法，计算塑性形变作用后界面处的接合长度和微洞高度；/n步骤3：采用四级Runge-Kutta法求解表面源模块、界面源模块和蠕变模块构成的常微分方程的初始值，确定微洞高度和界面处接合长度随焊接时间t的变化数据；/n步骤4：求解扩散焊接的总体焊合率，在扩散焊接界面处的变化行为结束，微洞焊合完成。/n

【技术特征摘要】
1.一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：获取同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟的计算参数；
步骤2：采用迭代法，计算塑性形变作用后界面处的接合长度和微洞高度；
步骤3：采用四级Runge-Kutta法求解表面源模块、界面源模块和蠕变模块构成的常微分方程的初始值，确定微洞高度和界面处接合长度随焊接时间t的变化数据；
步骤4：求解扩散焊接的总体焊合率，在扩散焊接界面处的变化行为结束，微洞焊合完成。


2.根据权利要求1所述的一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法，其特征是：获取同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟的计算参数包括：获取焊接工艺参数：包括焊接温度T和焊接压力P；获取焊接界面处微洞的初始几何参数：包括微洞的初始高度h0、表面轮廓最大高度Rz、初始宽度2b0和表面轮廓单元平均宽度Rsm；获取待焊材料在对应焊接温度的材料参数：包括表面扩散厚度δs、表面扩散系数指前因子D0s、表面扩散激活能Qs、体积扩散系数指前因子D0V、体积扩散激活能QV、晶界扩散厚度与指前因子的乘积δBD0B、晶界扩散激活能QB、蠕变常数A、蠕变指前因子D0c、蠕变激活能Qc、蠕变指数n、表面能γ、原子体积Ω、蒸气压PV、密度ρ、Burgers矢量屈服强度σs和剪切模量G。


3.根据权利要求2所述的一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法，其特征是：同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟的计算参数还包括Boltzmann常数k和气体常数R。


4.根据权利要求1所述的一种同种金属材料扩散焊界面微洞焊合的模拟方法，其特征是：确定界面处的接合长度和微洞高度，通过下式表示界面处的接合长度和...

【专利技术属性】
技术研发人员：董志波，卢伟泽，周守振，郭军礼，方洪渊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23