一种确定振动焊接工艺参数的方法技术

确定振动焊接工艺参数的方法，包括以下步骤：分析影响振动焊接质量的工艺参数，并将这些工艺参数作为正交试验的试验因素；选取各个试验因素的水平；根据试验因素数目和水平数目选取合适的正交试验表；开展振动焊接实验，并将实验结果记录到正交试验表中；得到工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的影响程度与主次关系以及确定最优的工艺参数水平组合；通过对工艺参数进行多次正交试验，得到理想振动焊接质量的工艺参数选取范围，最终形成振动焊接工艺参数的确定方法。本发明专利技术具有能够得到工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的影响以及得到理想振动焊接质量的工艺参数选取范围的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种确定振动焊接工艺参数的方法
本专利技术涉及振动焊接
，特指一种确定振动焊接工艺参数的方法。
技术介绍
振动焊接是一种在焊接过程中辅以机械振动来提高振动焊接质量的新技术。通过该技术进行焊接不仅能够有效地消除焊缝位置的残余应力，而且能够起到细化晶粒的作用。在工程领域中，焊缝位置往往是结构中较为脆弱的地方，最容易发生破坏失效，因此焊缝质量对焊接构件的使用寿命有着极大的影响。此外在焊接过程中无论是否对构件施加振动，焊接缺陷的产生都是无法避免的，所以当选取的工艺参数不合理时，对构件进行振动焊接不但没有达到提高振动焊接质量的效果，反而会加速焊接缺陷的产生，从而极大的影响构件的振动焊接质量。此外，工艺参数之间的耦合作用也会对振动焊接效果产生影响，如果不揭示工艺参数之间的耦合作用对时效效果的作用规律，那么制定的工艺参数必然是片面的，也必然很容易导致振动焊接效果出现不理想的情形。综上所述，如果有一种确定振动焊接工艺参数的方法在确定工艺参数时，可以获得比较理想的振动焊接质量，同时还能够揭示工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的作用规律，则可以助力振动焊接技术在机械工程领域中的推广与应用。针对振动焊接工艺参数的确定主要依赖于经验导致焊接效果不理想的问题，本专利技术提出一种确定振动焊接工艺参数的方法，即将正交试验设计法引入到振动焊接领域，通过正交试验设计法分别制定未考虑工艺参数之间耦合作用与考虑工艺参数之间的耦合作用的振动焊接实验方案，研究工艺参数的独立作用和工艺参数之间的耦合作用对焊接效果的影响。此外，对工艺参数进行多次正交试验，从而得到合适的工艺参数选取范围，最终形成确定振动焊接工艺参数的方法，为振动焊接工艺参数的确定提供依据，从而助力振动焊接技术的推广与应用，且将正交试验设计法引入到振动焊接工艺参数确定中，能够减少实验的次数，节约实验成本、提高工艺参数的确定效率。
技术实现思路
针对振动焊接工艺参数的确定主要依赖于经验导致振动焊接效果不理想的问题，本专利技术提出一种确定振动焊接工艺参数的方法，即将正交试验设计法引入到振动焊接领域，通过正交试验设计法分别制定未考虑工艺参数之间耦合作用与考虑工艺参数之间的耦合作用的振动焊接实验方案，研究工艺参数的独立作用和工艺参数之间的耦合作用对振动焊接效果的影响。此外，对工艺参数进行多次正交试验，从而得到合适的工艺参数选取范围，最终形成确定振动焊接工艺参数的方法，为振动焊接工艺参数的确定提供依据，从而助力振动焊接技术的推广与应用，且将正交试验设计法引入到振动焊接工艺参数的确定中，能够减少实验的次数，节约实验成本，提高工艺参数的确定效率。确定振动焊接工艺参数的方法，包括以下步骤：(1)分析影响振动焊接质量的工艺参数，并将这些工艺参数作为正交试验的试验因素，即这些工艺参数对振动焊接质量有着极大的影响；选取焊接电流I、焊接电压U、焊接速度v、振动频率f、振动幅值d和振动时间t作为试验因素；选取振动焊接质量作为试验评价指标；(2)选取各个试验因素的水平；所述的试验因素的水平的选取方法为：采用单因素试验设计法制定实验方案，初步得出各个独立的工艺参数对振动焊接质量的影响，从而确定出各因素的取值范围以及各因素具有代表性的取值，进而为正交试验设计法制定实验方案时试验因素水平的选取提供依据；(3)根据试验因素数目和水平数目选取合适的正交试验表，分别制定未考虑工艺参数之间的耦合作用与考虑工艺参数之间的耦合作用的正交实验方案；(4)根据步骤3确定的正交实验方案，分别开展振动焊接实验，并将实验结果记录到正交试验表中；(5)采用极差分析法和方差分析法，分析工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的影响，并采用F检验法，分析工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量影响的显著性，得到工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的影响程度与主次关系以及确定最优的工艺参数水平组合；(6)以确定的最优工艺参数水平组合为基础，在其附近确定新的工艺参数水平，其中新的工艺参数水平包含初次优化得到的最优工艺参数水平，在此基础上制定新的正交实验方案；通过对工艺参数进行多次正交试验，得到理想振动焊接质量的工艺参数选取范围，最终形成振动焊接工艺参数的确定方法。进一步，所述的确定振动焊接工艺参数的方法，其特征在于：步骤3中试验因素数目包括独立的工艺参数数目以及耦合作用的工艺参数组合数目。独立的工艺参数作为试验的因素，此外工艺参数之间的耦合作用形成的工艺参数组合与独立工艺参数一样也作为试验的因素。进一步，所述的确定振动焊接工艺参数的方法，其特征在于：采用构件直接焊接处理后的焊接残余应力与振动焊接处理后的焊接残余应力的差值来表征振动焊接质量。首先按照步骤3实验方案中的焊接工艺参数对构件只进行焊接实验，得到焊接处理后焊缝处的焊接残余应力，然后按照步骤3实验方案中包含焊接工艺参数和振动参数的振动焊接工艺参数对构件进行振动焊接实验，得到振动焊接处理后焊缝处的焊接残余应力；采用X射线衍射的方法测试得到焊缝处的焊接残余应力；为了提高实验的精度，在两种条件下分别在构件焊缝处选取相同位置处的3个测点进行焊接残余应力的测试，并取3个测点处的平均残余应力来表征焊接残余应力。本专利技术的技术构思是：将正交试验设计法引入到振动焊接领域，研究工艺参数的独立作用和工艺参数之间的耦合作用对振动焊接效果的影响。此外，对工艺参数进行多次正交试验，从而得到合适的工艺参数选取范围，最终形成确定振动焊接工艺参数的方法。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术提出的一种确定振动焊接工艺参数的方法具有可靠性强、操作简便等特点，有利于促进振动焊接技术的推广与应用。2、本专利技术提出的一种确定振动焊接工艺参数的方法能够大大减少实验的次数，节省实验的成本。3、采用本专利技术提出的一种确定振动焊接工艺参数的方法确定振动焊接工艺参数时，不仅能够得到工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的影响，也能够对振动焊接工艺参数进行多次正交试验，从而得到理想振动焊接质量的工艺参数选取范围。附图说明图1确定振动焊接工艺参数的方法流程示意图。具体实施方式参照附图，进一步说明本专利技术：确定振动焊接工艺参数的方法，包括以下步骤：(1)分析影响振动焊接质量的工艺参数，并将这些工艺参数作为正交试验的试验因素，即这些工艺参数对振动焊接质量有着极大的影响；选取焊接电流I、焊接电压U、焊接速度v、振动频率f、振动幅值d和振动时间t作为试验因素；选取振动焊接质量作为试验评价指标；(2)选取各个试验因素的水平；所述的试验因素的水平的选取方法为：采用单因素试验设计法制定实验方案，初步得出各个独立的工艺参数对振动焊接质量的影响，从而确定出各因素的取值范围以及各因素具有代表性的取值，进而为正交试验设计法制定实验方案时试验因素水平的选取提供依据；(3)根据试验因素数目和水平数目选取合适的正交试验表，分别制定未考虑工艺参数之间的耦合作用与考虑工艺参数之间的耦合作用的正交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.确定振动焊接工艺参数的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)分析影响振动焊接质量的工艺参数，并将这些工艺参数作为正交试验的试验因素，即这些工艺参数对振动焊接质量有着极大的影响；选取焊接电流I、焊接电压U、焊接速度v、振动频率f、振动幅值d和振动时间t作为试验因素；选取振动焊接质量作为试验评价指标；/n(2)选取各个试验因素的水平；所述的试验因素的水平的选取方法为：采用单因素试验设计法制定实验方案，初步得出各个独立的工艺参数对振动焊接质量的影响，从而确定出各因素的取值范围以及各因素具有代表性的取值，进而为正交试验设计法制定实验方案时试验因素水平的选取提供依据；/n(3)根据试验因素数目和水平数目选取合适的正交试验表，分别制定未考虑工艺参数之间的耦合作用与考虑工艺参数之间的耦合作用的正交实验方案；/n(4)根据步骤3确定的正交实验方案，分别开展振动焊接实验，并将实验结果记录到正交试验表中；/n(5)采用极差分析法和方差分析法，分析工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的影响，并采用F检验法，分析工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量影响的显著性，得到工艺参数的独立作用及其耦合作用对振动焊接质量的影响程度与主次关系以及确定最优的工艺参数水平组合；/n(6)以确定的最优工艺参数水平组合为基础，在其附近确定新的工艺参数水平，其中新的工艺参数水平包含初次优化得到的最优工艺参数水平，在此基础上制定新的正交实验方案；通过对工艺参数进行多次正交试验，得到理想振动焊接质量的工艺参数选取范围，最终形成振动焊接工艺参数的确定方法。/n...

【技术特征摘要】
1.确定振动焊接工艺参数的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)分析影响振动焊接质量的工艺参数，并将这些工艺参数作为正交试验的试验因素，即这些工艺参数对振动焊接质量有着极大的影响；选取焊接电流I、焊接电压U、焊接速度v、振动频率f、振动幅值d和振动时间t作为试验因素；选取振动焊接质量作为试验评价指标；
(2)选取各个试验因素的水平；所述的试验因素的水平的选取方法为：采用单因素试验设计法制定实验方案，初步得出各个独立的工艺参数对振动焊接质量的影响，从而确定出各因素的取值范围以及各因素具有代表性的取值，进而为正交试验设计法制定实验方案时试验因素水平的选取提供依据；
(3)根据试验因素数目和水平数目选取合适的正交试验表，分别制定未考虑工艺参数之间的耦合作用与考虑工艺参数之间的耦合作用的正交实验方案；
(4)根据步骤3确定的正交实验方案，分别开展振动焊接实验，并将实验结果记录到正交试验表中；
(5)采用极差分析法和方差...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾邦平，王萍，胡雄，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31