平行流式冷凝器层叠式炉中钎焊工艺分析与ANSYS二次开发

摘要

汽车空调装置可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。汽车空调系统已成为衡量汽车功能是否齐全的标志之一，日益受到汽车生产商和广大用户的重视。而冷凝器是汽车空调系统的核心组成部件，其生产质量直接影响到汽车空调系统的运行情况，目前，大多数汽车空调冷凝器采用炉中钎焊工艺生产，工艺参数直接影响到冷凝器的钎焊质量，传统的工艺参数的设定是通过现场反复调试生产来选择的，这种方法调试周期长，运行成本高，生产效率低。
　　本文采用数值模拟与实验相结合的方法，通过分析冷凝器在钎焊炉内的传热过程，结合实际生产情况与数值模拟的特点，建立起冷凝器在炉中钎焊过程的三维传热数学模型，利用ANSYS模拟出冷凝器最小结构单元的温度场和钎焊接头的热循环曲线，与实际钎焊过程中利用热电耦所检测的温度曲线比较能够得到较好的吻合，从而验证了本文所建立的有限元模型的准确性。
　　另外，本文还利用ANSYS软件的二次开发功能，以VC++2005为开发平台，运用APDL语言，对ANSYS进行二次开发，编制出炉中钎焊过程中冷凝器热分析的可视化软件。应用该可视化软件，对冷凝器部件的温度场和钎焊接头的热循环曲线进行分析，探索出SF-X05型号冷凝器层叠式生产的较佳工艺参数。
　　最后在重庆某知名换热器生产企业进行了该钎焊工艺参数下的炉中钎焊实验，并采用水压测试、WAAT海水盐雾腐蚀测试和金相组织观察方法对该工艺参数下生产的冷凝器钎焊质量进行分析，结果表明冷凝器没有出现漏气现象，钎焊缝成形良好，钎料填充均匀，没有夹杂、气孔和裂纹等缺陷的产生。
　　通过数值模拟与实验相结合的方法，并利用ANSYS软件的二次开发功能，编制可视化的分析软件，增强了数值模拟方法在工程应用中的适用性，从而缩短了新工艺的调试周期，降低了实验成本，提高了该型号冷凝器的生产效率。

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英文摘要

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 汽车空调热交换器简介

1.3 钎焊概述

1.4 钎焊的温度场数值模拟研究现状

1.5 研究内容

2 实验设备与选材

2.1 可控气氛钎焊炉设备

2.2 实验选材

2.3 冷凝器炉中钎焊工艺

2.4 本章小结

3 冷凝器炉中钎焊数学模型的建立和有限元模拟分析

3.1 数值模拟技术

3.2 温度场的基本理论

3.3 冷凝器层叠式炉中钎焊热过程的数学模型的建立

3.4 平行流式冷凝器层叠式炉中钎焊过程数值模拟

3.5 计算结果

3.6 本章小结

4 ANSYS的二次开发及应用

4.1 ANSYS二次开发介绍

4.2 基于VC++的ANSYS二次开发工作界面

4.3 本章小结

5 基于ANSYS二次开发的工艺方案优化

5.1 设定钎焊炉的模拟设定温度和网带速度

5.2 工艺优化后的钎焊实验

5.3 本章小结

6 结 论

致谢

参考文献

附录

A. 攻读学位期间发表的论文