10)试验与研究)焊接技术第!!卷第"期"###年$月文章编号#&##"’#"()!"###"#1’##10’#!%&’短路过渡焊工艺参数优化的研究薛家祥!刘晓!杨国华!董飞!王振民>华南理工大学机械学院?广东广州/"0!304摘要#由于%&’短路过渡焊接过程是一个非线性"时变的过程!所以对其焊接工艺参数的优化研究一直是焊接界的热点#运用正交试验!结合自行研制的焊接电弧动态小波分析仪对焊接电流"电弧电压"焊接速度等主要焊接工艺参数进行了优化研究$根据试验结果分析了主要焊接工艺参数与焊接质量之间的关系!为焊接工艺参数的优化及焊机性能的改进奠定了必要的基础$关键词#正交试验!小波分析仪!焊接工艺参数中图分类号#@A333(#,文献标识码#B气体保护焊焊接过程常伴有强烈的弧光飞溅以及烟流量应该在形成较为稳定的层流的基础上尽量大些而焊丝的%&’!#尘等干扰"以致焊接过程中采集到的电信号中不可避免地存在型号通常取决于焊接电流的大小以及试件的厚度#由于本试验高频干扰"从而影响焊接工艺参数的分析效果#为了准确地提采用的是板厚为,--的.’,/钢板"故选择!"(0--的细焊丝#取焊接过程中的电信号信息"本文采用自行研制的小波分析仪选定焊丝之后本试验主要考虑了焊接电流%电弧电压%焊接速进行电信号的提取"有效地抑制了干扰信号"为焊接工艺参数度%焊丝伸出长和气体流量/个因素进行焊接工艺的正交试验"的优化提供了必要的保障$通过正交试验研究了焊丝直径%焊采用了规格化的五因素四水平正交表"见表1#该试验方案中接电流!电弧电压!焊接速度!焊丝伸出长及保护气体流量等每一个因子的不同水平在试验中出现次数相同而且任意两因子主要焊接工艺参数影响的显著性"以改进实际生产中对焊接工的不同水平组合在试验中出现的次数也相同"从而保证了该正艺参数的制定提高焊接性能交试验的均衡性和正交性其中/表示该五因素四水平"$#"!1!234的正交试验需进行"!组试验#试验设计表焊接试验$正交表!!!!"!#""()试验方案与影响因素的选定试验号焊接电流电弧电压焊接速度焊丝伸出长气体流量由于焊接过程是一个多因素影响的复杂过程"因而对其工01111110’1’’’’艺参数进行优化就显得非常困难$若逐个对每个影响因素进行0,1,,,,焊接工艺评定则必定要进行大量的试验这在人力财力和""!0313333时间上都是不可行的$而正交试验法能够大幅度地减少试验次0/’1’,30!’’13,数且不降低试验可行度"其优点是用很少的试验次数&与全面0#’,31’试验相比’"获得简便而有效的对因素效应进行参数估计的数06’3,’1据*)+$正交表能够在因素变化范围内均衡抽样"使每次试验都0=,1,3’具有较强的代表性"由于正交表具备均衡分散的特点"保证10,’3,111,,1’3了全面试验的某些要求"这些试验往往能够较好地达到试验1’,3’1,的目的$1,313’,在气体保护焊中影响焊缝成形质量的主要因素有焊%&$"133’,13丝直径%焊接电流%电弧电压%焊接速度%焊丝伸出长%保护1/3,’311!331,’气体流量等$其中焊接速度是影响焊缝熔深%熔宽和余高的一个重要因素(焊丝伸出长与电弧稳定性和焊接过程中的飞溅有"5$选定因素位级在短路过渡范围内推荐焊接电流电弧电直接的关系(保护气体在焊接过程中主要起到屏蔽的作用"其%&$"#0$1607(压"6$’,8(焊接速度05,$05!-9-:;(焊丝伸出长&为便于测收稿日期#"##!’0!’’1$修回日期#"##*’1’’&/量"实际是导电嘴至焊件间距离’!$"/--(保护气体流量推基金项目#广东省自然科学基金资助项目>030’01004荐值6$"/<9-:;*’+#本试验用材料为.’,/"规格为’00--%100!"#$%&’(")*&+#+’,-+#./!0+."#$%.122&%试验与研究%--’’3(’’!综合考虑各影响因素"为了保证所取参数值的典则$热输入波形是带有三角尖峰的阶梯形状"动态电阻的梯形型性"取值基本涵盖了参数推荐值的上下限和中间值"而最优上端比较平稳"无尖峰出现"表明焊接过程电弧特性很好$的规范一般都在中间值附近"因此在中间部分均取)个水平!!!$图也很规则!由此和其他相似的试验结果可看出"电弧电即对除焊丝直径之外的*个因素"在推荐的规范内"每个因素压与焊接电流应匹配适当"小电流大电压或者大电流小电压的取+个水平"制定出五因素四水平的正交试验方案!具体的因成形效果都不好!如.(/".+/是小电流大电压".0/"-(/是大电素水平表见表)!流小电压"其实际成形效果很差$而.-/".*/"