【摘 要】
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发热电缆低温辐射供热技术具有节能环保、安全舒适等特点,已成为国际公认的先进供暖方式,其关键技术是发热电缆线芯制造。发热电缆的线芯由不等直径的Cu丝（冷线,（?）0.4～1.13mm）与Ni基合金丝（热线,（?）0.3～0.85mm）配对后,经深熔钎焊而成。深熔钎焊是介于热导焊和钎焊之间的一种特殊焊接方式,主要利用铜电极与石墨焊接池的接触电阻产生热源,Ag基钎料熔化后流动铺展到石墨焊接池内的Cu/N
【基金项目】
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贵州省特色装备及制造技术重点实验室承担的国家自然基金项目“石墨熔池烧蚀行为对钎料流动铺展的影响及机理研究”（项目编号:51664006）
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发热电缆低温辐射供热技术具有节能环保、安全舒适等特点,已成为国际公认的先进供暖方式,其关键技术是发热电缆线芯制造。发热电缆的线芯由不等直径的Cu丝（冷线,（?）0.4～1.13mm）与Ni基合金丝（热线,（?）0.3～0.85mm）配对后,经深熔钎焊而成。深熔钎焊是介于热导焊和钎焊之间的一种特殊焊接方式,主要利用铜电极与石墨焊接池的接触电阻产生热源,Ag基钎料熔化后流动铺展到石墨焊接池内的Cu/Ni金属丝上,进而实现Cu/Ni金属丝在石墨焊接池内的焊接。因此,研究Ag基钎料在Cu/Ni金属丝上的流动铺展对提升发热电缆线芯焊接接头质量具有重要意义。本课题是贵州省特色装备及制造技术重点实验室承担的国家自然基金项目“石墨熔池烧蚀行为对钎料流动铺展的影响及机理研究”的子课题,论文通过建立深熔钎焊焊接热源数学模型,讨论分析深熔钎焊的热源温度场分布规律,进而研究Ag基钎料在石墨焊接池内的流动铺展行为。具体研究内容如下:1、通过分析Cu/Ni金属丝深熔钎焊的热源形成原理及其影响因素,结合Hertz弹性接触理论以及分形粗糙接触理论,建立铜电极与石墨焊接池间的分形接触电阻模型,形成Cu/Ni金属丝深熔钎焊热源数学模型。2、利用ANSYS软件添加实体薄层单元,设置电阻率的方式,对Cu/Ni金属丝深熔钎焊中焊接热的产生过程进行模拟分析。结果表明热源由石墨焊接池外表向内孔传递,内外存在约30℃差异。当Ag基钎料及Cu/Ni金属丝进入石墨焊接池时,石墨焊接池内孔的温度下降约15℃,表明Ag基钎料及Cu/Ni金属丝对内孔热源影响作用显著。3、利用ANSYS Fluent软件建立符合焊接工况模型,获得钎料流场整体上沿着间隙呈顺时针旋转流动,表面张力是钎料流动的主要因素之一。计算时间为0.2s时,由于表面张力的作用铜丝侧钎料最大流速从0.14 m/s增加到0.16 m/s,镍丝侧钎料流速小于铜丝侧的流速;计算时间为0.6s时,铜丝侧钎料最大流速增加到0.18 m/s,镍丝侧钎料流速变化小;计算时间为2s后,流场趋于稳定。并且石墨焊接池内孔尺寸越大,钎料流速越小,在Cu/Ni金属丝铺展性差;重力的影响没有表面张力作用明显。
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