真空钎焊炉加热体的数值模拟

 真空钎焊炉加热体的数值模拟

　通过建立基于ANSYS平台的真空钎焊炉加热体的三维有限元模型,采用热电耦合单元,模拟出了该加热体将电流转换为焦耳热并通过辐射传热将热量传递给周围环境的过程中加热体自身温度场、电压、电流密度等的分布情况。同时通过提取ANSYS后处理数据得到了该过程中的总体焦耳热生成及辐射热损失。

　采用有限元软件ANSYS对焊接热过程进行数值模拟,已经被广泛应用,其技术也日趋成熟和完善,但是针对真空钎焊热过程的模拟研究却相对缺乏。真空钎焊的热过程具有加热的整体性,热源的固定性和连续性,传热过程的单一性——辐射传热等特点。加热体是整个真空钎焊炉中最重要的部件,它通过辐射传热将由导入炉内的电流转换成的焦耳热传递给工艺盒中的焊件及炉中其他零件,保证炉子空间达到预定的温度,从而完成钎焊过程。本文将建立一真空钎焊炉加热体的三维有限元模型,并利用有限元软件ANSYS对其热过程进行数值模拟。模型的建立模型的建立是加热体数值模拟中非常重要的一步,因为所有的分析都是建立在模型的基础之上的。ANSYS中建模的目的就是根据实际情况,结合分析的要求建立适合求解的有限元模型。建立几何模型在真空钎焊炉中,辐射是最主要的传热方式,加热体通过电流生成的焦耳热正是通过辐射传递给工艺盒中的焊件及炉中其他零件的。真空条件下,该辐射问题就成为了固体表面间的辐射换热,它取决于辐射角系数和黑度值。由于辐射计算中要涉及到幅射角系数即视角系数的计算,根据ANSYS软件幅射分析要求,必须要建立完整的几何模型。