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真空平板玻璃是一种透明、节能型高技术玻璃深加工产品,制造技术难度高,其中封边性能是一个一直困扰科研工作者的难点。真空玻璃封边焊接涉及到脆性材料(玻璃)的热应力问题,而脆性材料的焊接不同于金属材料,其传热系数小,易碎等特性,决定了其不能用普通焊接方法焊接。现阶段,真空平板玻璃采用高温熔接法封接,该方法将玻璃和焊料放入高频加热炉中,焊料和玻璃基材温度较均匀,热应力较小,但其生产速度较慢。本文来源于国家自然科学基金项目《面向长时间高温封接的真空平板玻璃LOW-E膜失效机理及其对玻璃表面应力分布的影响研究》。在掌握高温生产制造真空平板玻璃的工艺基础上,充分理解激光焊接技术的条件下,借助有限元分析软件ANSYS模拟分析真空平板玻璃激光焊接的成型过程,并通过对微观组织结构分析检验激光焊接的可行性,来解决现阶段真空平板玻璃不能快速封边问题。研究发现,热量的输入是影响真空平板玻璃焊接性能的重要因素之一。热输入量越小,热源性质就可控制较为精确,焊接时的热影响区的热膨胀量就小,出现的残余应力越小越不容易产生因受热不均造成的破碎现象。激光焊接具有高能量密度、焊接速度快、热影响区较小的特点,是较为理想的焊接脆性材料的方法。本文中,运用有限元软件ANSYS模拟真空玻璃激光焊接过程中温度场的变化状况,找到了温度场变化的规律,即热源加载完成后,玻璃基材随热源升温的速度非常不均匀,靠近焊料的部分温度变化较大,远离焊料的部位没有变化,热量沿垂直玻璃面的Z方向温度梯度变化较大,且热量向四周对流散热量较多,向内部传递热量较少。通过热结构耦合模拟分析了温度梯度对应力应变产生的影响状况,真空保温状态下是边角处变形较大,常温下冷却时周边变形较小而中间部位变形最大。本文中实验是在对玻璃基材、低熔点焊料充分预热的条件下,用激光对真空玻璃封边。在严格控制热输入量的情况下,快速对试件四边进行焊接,以保证各边受热均匀,从而提高接头的塑性和强度。通过两种不同激光束运动速度5mm/s、10mm/s状况下的试样组织结构分析,得出5mm/s速度较匹配试验中激光束能量密度,能够顺利制造出焊缝组织结构晶粒生长状况较好的试样,且从能谱图得出焊料与玻璃基材结合较好的结果。综上所述,本文通过有限元分析,正确分析了焊接过程中温度场变化对应力应变产生的影响过程;通过实验,分析了不同组织结构形状对应的焊接后结构性能的影响,说明激光焊接技术可以应用于真空平板玻璃的侧封,作为国家自然科学基金项目的组成部分,本课题具有良好的工程实际意义。