埋弧焊焊剂热物理性能的研究

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1、40·焊接设备与材料·焊接技术第38卷第3期2009年3月文章编号：1002—025X(2009)03—0040—03埋弧焊焊剂热物理性能的研究宋天革(无锡职业技术学院机械与汽车工程系，江苏无锡214121)摘要：利用数理统计理论发展起来的混料优化设计方法，建立数学模型，研究了A1203一CaO—CaF2系高韧性埋弧焊焊剂7个基本组元间的交互作用、对影响焊缝成形及焊后脱渣性的软化温度的影响规律，给出了混料模型的回归方程及方差分析结果。结果表明：MsO—riO2一CaC03一AIO3的交互作用，能提高焊剂的软化温度，而一定数量的CaF2的加入则可以降低焊剂的软化温度。关键词：埋

2、弧焊；焊剂；软化温度；混料回归模型中图分类号：TG423：TB114文献标志码：B标函数的综合影响，对焊剂的研究具有重要的意义。O前言最优设计理论对于科学试验中数学模型的建立、埋弧焊焊剂的成分配比对保证焊缝金属具有良好成最佳工艺条件的获得问题，是一种极其有效的统计学形和电弧燃烧稳定性，提高焊接工艺性有直接的影响。工具。本文将最优设计方案应用到焊接工艺中，利用研究焊剂的成分对焊剂物理性能的影响规律，对配制既现代数理统计理论发展起来的最优设计理论，建立数具有高韧性，又具有良好焊接工艺性的焊剂具有非常重学模型，对焊剂成分与软化温度的关系进行了较系统要的意义，目前。虽然国内外对焊剂物

3、理性质的研究已研究，给出了混料模型的回归方程及方差分析．揭示引起重视，展开了一定的研究工作]，但对软化温度这了焊剂7种组元之间交互作用对软化温度的影响规律。样一些对焊接工艺性特别是焊后脱渣性有重要影响的物理参数与成分之间的关系，仍缺少系统的研究工作，特l试验方法别是焊剂中各组元之间的交互作用对软化温度的综合影1．1试验设计响问题，目前还没有可供参考的结果。而焊剂的配方配混料回归设计是一种带约束的特殊回归问题，用比问题又是一个复杂的多因素综合交互作用问题．特别。，，⋯，表示混料问题中的7种成分所占的百是对焊剂7种组元的这样一个复杂的交互作用问题．采分比，则：7用传统经验法．很难

4、揭示其内在规律，因此，建立合适∑F1，0≤啦≤麓≤6≤l(1，2，⋯，7)，(1)的数学模型，揭示焊剂各组元之间的交互作用对选定目i=1式中：兢为混料分量，表示各成分含量的下限，b收稿日期：20o8一l2一O1表示各成分含量的上限。计，给焊机生产、设计和维修带来了方便。[4]张宝红，杨立军，李俊岳，等．CO：气体保护焊短路过渡过程的闭环实时控制[J]．焊接学报，2001，32(1)：27—30．[5]尹海，李思海，张光东．IGBT驱动电路性能分析[J]．电力电子参考文献：技术，1998，22(3)：86—89．[1]胡绳荪．现代弧焊电源及其控制[M]．北京：机械工业出版社，[

5、6]周立功．深入浅出ARM7一LPC213X／214X[M]．北京：北京航空航2oo7．天大学出版社。2oo5．[2]黄彦源，钟继光，陈宇军．co焊的波形控制法[J]．机电工程技术，2004，33(12)：7-9．[3]张文义，杨乐民．状态组合法在电压型PWM逆变器中的应用[J]．作者简介：李志刚(1984一)，男，河南洛阳人，硕士，主要研究方向逆变电源，2007，15(3)：43—45．为焊接电源及控制．Weldin~Technolo~vVol-38No．3Mar．20o9·焊接设备与材料·41由于约束条件的限制，导致约束区域的特殊化，化温度()，将配制成的陶质焊剂，经研磨

6、后压制使得混料问题的数学模型不同于一般回归设计的数成4,3mrnx3mm的圆柱形试样．在900oC以下烘干学模型，本文试验采用对称单纯形设计模型_3]，研后，放在高温性能测试仪炉内支架上，并从显微镜后究兼受上、下界约束条件限制的混料问题。试验中各的毛玻璃上观察它的影子，将试样开始塌陷时的温度组元成分1，3，4，6，约束条件分别为：记为焊剂的软化温度_2]。I,o(MgO)10％-20％，(A1203)20％一3O％，I1)(CaF2)l3％一23％，(CaCO3)13％-23％，W(SiO2)0～10％，W(ZrO2)2试验结果0~10％，w(rio2)10％-20％。2．1

7、软化温度测试结果1．2性能测试对采用单纯形设计模型设计的43种试验方案的试验采用影像式高温性能测试仪来测定焊剂的软软化温度进行了测试，结果见表1。裹1焊剂成分设计及焊剂软化温度测试结果试样序号1劫扔扎X5拓TTd℃试样序号IX2犯舶5X6舳℃120302314ll1l123423ll30141410lOl11l32220301423l111l254241l3014141012011783203O141410I11l16825Il301414l10201I73420301414110l11l8l26l12