[发明专利]一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法

权利要求书

1.一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤A：确定共晶钎焊的工艺参数范围，设定多组应力仿真参数；

步骤B：基于焊接材料和焊料的尺寸数据构建几何模型，输入所述应力仿真参数进行仿真；

步骤C：将仿真出的残余应力与标准应力进行比较，挑选出符合要求的应力仿真参数，并由此确定应力合格工艺参数范围；如果所有仿真结果均不满足标准应力的要求，则返回步骤A，重新确定应力仿真参数；

步骤D：基于应力合格工艺参数范围设定多组钎透率仿真参数；

步骤E：输入所述钎透率仿真参数和焊料性质参数进行仿真模拟；

步骤F：将仿真得到的模拟钎透率与标准钎透率进行比较，挑选出合格的钎透率仿真参数，如果全都不合格则返回步骤D重新确定钎透率仿真参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：步骤A所述的应力仿真参数包括共晶焊接最高温度、保温时间、焊料厚度、焊接压力。

3.根据权利要求2所述的一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：步骤B进行应力仿真的计算模型为

其中，T为焊料温度，其初始时刻的输入值为工艺参数中的最高温度、t为时间，对应于工艺参数中的保温时间、ε为焊料应变、σ为焊接后的残余应力、F为材料的屈服强度、K为各向同性硬化因子、σ₀为后继屈服应力；ρ为焊料密度，c为焊料比热容，k_x为x方向上的导热系数，k_y为y方向上的导热系数，k_z为z方向上的导热系数，V为积分区域的体积，S为积分区域的面积。

4.根据权利要求3所述的一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：步骤E所述焊料性质参数包括密度、粘度、表面张力系数和熔点。

5.根据权利要求4所述的一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：步骤E进行钎透率仿真的计算模型为：

其中，为融化焊料的流动速度、ρ为焊料的密度、t为时间、μ为粘度、p为压强，对应于工艺参数中的焊接压力、为重力加速度、T为焊料温度、K为凝固时的达西因子、为表面张力与热毛细力、c为焊料的比热容、k为导热系数、F为每个网格中焊料体积分数，定义F＝0表示该网格全部为气体，F＝1表示该网格全部为焊料；

则钎透率η为

其中，V_gas为焊料包含的区域总体积，V为焊料内部F＝0的区域的总体积。

6.根据权利要求1所述的一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：步骤C还包括将符合要求的应力仿真参数应用于焊接试验的步骤，实验后测试残余应力与标准应力进行比较，剔除不符合要求的参数，基于合格的应力工艺参数确定所述应力合格工艺参数范围，若全都不符合则返回步骤A重新确定应力仿真参数。

7.根据权利要求1所述的一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：步骤F还包括将合格的钎透率仿真参数应用于焊接试验的步骤，比较试验钎透率与标准钎透率的结果，剔除不合格的钎透率仿真参数，确定合适的焊接工艺参数范围，若所有钎透率仿真参数都不符合要求，则返回步骤D重新确定钎透率仿真参数。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于应力-钎透率顺序仿真的共晶焊接参数选定方法，其特征在于：所述的重新确定应力仿真参数和/或重新确定钎透率仿真参数的方法采用二分法取原参数的中间值或采用外推方法取更大值或更小值。