应用正交试验优化gr2钛管(t05mm)焊接工艺参数

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1、应用正交试验优化Gr2钛管(TO.5mm)焊接工艺参数摘要：应用正交试验分析焊接电流、焊接电压和电极尺寸对Gr2钛管(TO.5mm)焊接质量的影响，优化焊接工艺参数，提高了焊接成品率。优化结果：焊接电流190-210A,焊接电压11V,电极直径0.8mm。关键词：正交试验；方差分析；Gr2(TO.5mm)钛焊接管；参数优化引言Gr2钛焊接管(TO.5mm)以其优异的耐海水腐蚀性能、较好的换热性能以及适宜的塑性和强度，逐步取代不锈钢焊接管使用于以海水为交换介质的管式热交换器、冷凝器中，再加上焊接管制造工艺的高生产效率、

2、无长度限制等优点，使其在滨海核电站及海水淡化领域的应用越来越广泛［1］。由于TO.5mmGr2钛焊接管的壁厚较薄，焊接难度高，易造成焊接缺陷，而影响焊接质量的三个主要因素焊接电流、焊接电压，电极尺寸之间相互作用，相互影响，现有焊接工艺参数规定范围过宽，可依据性差。因此，为保证稳定、可靠地制造出满足ASTMB338要求的产品，迫切需要优化焊接工艺参数。1实验材料与方法1.1材料：ASTMBGrade2TO.5mm钛带（EB熔炼、热轧、冷轧加工），制造商TIMETo1.2设备：AIRLIQUIDETIG400i电焊机（氫

3、气保护）、科新WDW310010T电子万能材料试验机、KrautkramerBransonUSD15超声波探伤仪、CMSZet@Premiun涡流探伤仪。1.3方法［2］：选用L18（61X36）正交表，以焊接电流、焊接电压和电极尺寸为试验因素，制定因素位级（表1）。表1因素位级表为使试验结果以数字化的形式表现出来，制定试验结果判定标准［3］（表2）。表2试验结果判定表2结果与分析2.1试验结果及计算按计划方案进行18次试验，按表2给出的判定标准打分，对试验数据进行统计计算，结果见表3。2.2数据分析1）直接比较：直

4、接比较18次试验的综合评分可以看出,第8号试验和第11号试验的效果最好，综合评分最高，找出好条件为A3B2C2o2）通过计算：通过计算找到的好条件为A4B2C2o3）从极值R可以看出对焊接质量影响程度依次为：A（焊接电流）、C（电极尺寸）、B（焊接电压）。2.3方差分析[4]由于整个试验只考虑了因素位级（或交互作用）对指标的影响，而忽视了试验误差，同时，对影响试验的各因素的显著性不能给出精确的定量估计，为解决此问题，运用正交试验设计的方差分析，计算数据见表4。表4方差分析表2.4验证为慎重起见，验证所确定工艺参数的正

5、确性，焊接电流分别取190A、200A、210A,焊接电压取11V,电极尺寸取0.8m,各进行1000米焊接工艺试验，通过各种试验、检验，三组产品焊接质量无明显差别。经统计，优化工艺试验产品合格率较优化前提高了6.63%,对比情况见图1。图1焊接工艺优化前后产品合格率对比图3研究结论本文的主要结论为：（1）焊接电流对焊接质量有显著影响，是关键因素。（2）Gr2钛管（TO.5mm）焊接工艺参数为：焊接电流190-210A,焊接电压11V,电极直径0.8mm；参考文献L1]《稀有金属材料加工手册》编写组.稀有金属材料加工

6、手册[M]・北京：冶金工业出版社，1984,P49-54.[2]中国质量管理协会培训教育部.质量管理统计方法[M].北京：企业管理出版社，1986,P224-254.[3]ASTMTechnicalCommittee・ASTMB338.StandardSpecificationforSeamlessandWeldedTitaniumandTitaniumAlloyTubesforCondensersandHeatExchangers[S]・UnitedStates：ASTMInternational,2010.[4]

7、贾俊平，何晓群，金勇进.统计学[M].北京：中国人民大学出版社，2004,P257-266.作者简介：刘轶群（1970-）,男,硕士研究生，工程师。