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1、 We l d i n g T e c h n o l o g y V o 1 4 3 N o 1 J a n 2 0 1 4 试验 与研究 2 3 应 的焊接工艺参数为最优 再 由获得 的焊接工艺参 数求 出 ， ， 及 与工件厚度 6的数学关系。 0( 6 ) = 1 = _ ( 一 。 c川 = (6 ) (6 )一 会 壶 暑 c ” ( ) 2 焊 接工 艺参 数 的回归 计算 与分 析 2 1 回归模 型 的选择 为了全面研 究板厚 6对焊接 工艺参 数的影 响 本文选择的 回归模型见式 ( 2 ) ，其在编码空间的形 式见式( 3 ) ： ) ， ( 6 ) 6 + ， ( 2
2、) 歹 = 6 o + 6 1 ( 6 ) + 6 2 z ( 6 ) + + 6 ( 6 ) 。 ( 3 ) 2 2 回归系数的计算与统计检验 本 文 利 用 S t a t i s t i c a 1 P r o d u c t a n d S e r v i c e S o l u t i o n s 软件 在试验基础上对焊接工艺参数回归模型进行 了统计分析 ，结果见表 2 4 。其中 ，表 2为焊接 电流 的回归结果 从回归结果中可知，焊接电流回归方程 的回归系数 b 。 ，b 。 ，b 的显著水平达到 a = 0 0 1 ，而其 他系数的显著水平均低于 = 0 2 5 可以从方程 中
3、剔 除 ；同理 ，电弧电压回归方程 的回归系数 b 。 、b 、b 的显著水平达到 O L = 0 0 1 而其他系数 的显著水平均低 于 = 0 2 5 可以从方程中剔除：焊接速度 回归方程的 回归系数 b 。 ，b 的显著水平达到 a = 0 0 1 ，6 的显著水 平达到 = 0 0 5 4 其他 系数的显著水平均低于 O r = 0 1 亦 可 以从 方 程 中 剔 除 ；故得 回 归 方程 如式( 4 ) ( 6 ) 所示 表 2焊接 电流 J回归结果 非标准化系数 t S i g B 标准误差 6 0 6 8 1 5 4 0 3 1 6 1 2 l 5 6 3 5 00 0 0 b
4、 l 4 9 7 7 3 0 9 9 3 0 9 9 1 5 0 1 3 4 0 0 0 0 b 2 2 1 3 8 0 3 5 9 一 O 1 1 9 - 5 9 6 3 0 0 0 2 b 3 - 0 1 4 6 Ol 5 9 - 0 O1 8 - 091 6 O 4 0 1 b 4 - 0 5 1 O 0 6 6 9 0 O l 5 - 0 7 6 3 0 4 8 0 b 5 0 2 2 4 0 8 3 4 0 0 0 5 0 2 6 9 0 7 9 9 表 3电弧 电压 U回归结果 非标准化系数 t S i g B 标准误差 b o 3 5 5 9 3 O l 3 4 2 6 5 8
5、5 5 0 0 0 0 b I 1 2 0 o 0 O 4 2 0 9 6 7 2 8 5 3 5 0 0 0 0 b 2 一 O 1 O 6 O 0 1 5 - 0 2 3 9 7 O O 1 O O O 1 b 3 00 0 4 0 0 0 7 0 0 2 0 0 5 8 8 0 5 8 2 b 4 0 0 0 4 0 0 2 8 0 0 0 5 0 1 3 2 0 9 0 0 b 5 0 0 4 5 0 0 3 5 0 0 4 3 1 2 7 1 0 2 6 0 表 4焊接速度 v回归结果 非标准化 系数 t S i g B 标准误差 b 0 3 2 2 4 5 O 3 2 1 】 o
6、0 4 3 0 0 0 0 0 b l 一 2 3 5 9 O 1 O 1 - 0 9 8 3 - 2 3 3 9 1 0 0 0 0 b 2 0 0 9 2 0 0 3 6 O 1 O 6 2 5 1 3 0 0 5 4 b 3 - 0 0 1 0 O 0 1 6 - 0 0 2 5 - 0 6 0 6 0 5 7 l b 4 O 1 l 6 0 0 6 8 0 0 7 2 l 7 0 7 O 1 4 9 b 5 一 O 1 6 3 0 0 8 5 - 0 0 8 1 一 1 9 3 0 0 1 1 1 y F 6 8 1 5 4 + 4 9 7 7 3 4 1 ( 6 ) - 2 1 3
7、8 6 2 ( 8 ) ， y u = 3 5 5 9 3 + 1 2 4 , ( 6 ) 一 0 1 O 6 ( 8 ) ， y v = 3 2 2 4 5 - 2 3 5 9 41 ( 6 ) 一 0 0 9 2 0 z ( 8 ) 。 2 3 回归方程检验及结果分析 ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) 由 S t a t i s t i c a l P r o d u c t a n d S e r v i c e S o l u t i 0 n s 软件分 析得到 回归方程的检验结果见表 5 ，回归方程( 4 ) 、 ( 5 ) 、 ( 6 )的显著水平均为 a = 0 0 1 ，方
8、程的拟合优 度分别为 尺2 _ 0 9 9 8 ，尺 = 0 9 9 4 ，R = 0 9 9 1 ，调整后的 拟合优度分别为 R 2 - O 9 9 6 ，R2v = O 9 8 9，R 2 = 0 9 8 2 。说 明回归方程拟合得非常好 。将编码公式( 1 )代人 回 归方程 并整理得到回归工艺参数与工件厚度 6的 数学关系模型见式 ( 7 ) 。 表 5 回归方程的检 验结果 F R R方 调整 R方 标准估计的误差 ， 5 1 0 4 5 3 0 9 9 9 0 9 9 8 0 9 9 6 l 04I 2 5 8 r ， 1 7 31 6 4 0 9 9 7 0 9 9 4 0 9
9、8 9 0 4 4 1 O 7 1 1 2 3 3 5 0 9 9 6 “ 0 9 9 1 0 9 8 2 1 0 5 7 7 6 ， =1 67 90 4 +8 3 9 8 一2 1 3 8 8 U= 2 0 2 6 9 + 2 8 9 6 6 0 1 0 6 6 。 ( 7) v = 5 6 0 0 5 3 8 2 1 + 0 0 9 2 8 从 回归方程( 7 )可知 ，随着焊接工件板厚 6的 增 加 焊 接 电 流 ， 及 电 弧 电压 均 相 应 增 大 ，而 焊 接速度则减小 ，图 1 、图 2分别为焊接电流 ， 、电弧 电压 及焊接速度 V与工件厚度 6的关 系曲线 。焊 接工艺
10、参数实际值与理论计算值对照见表 6 。 2 4 试验 与研究 焊接技术 第 4 3卷第 1 期 2 0 1 4年 1月 8 mm 图 1 焊接 电流 ，与板厚 的关系 m m 图 2电弧电压 U及焊接速度 v与板厚 的关 系 表 6 焊接工艺参数实际值与理论计算值对照表 实 际值 理论计算值 相对误差 1 6 mm ， ， U ， U 3 4 0 0 2 8 4 7 4 0 0 6 0 5 2 8 O O 3 4 5 f 3 7 一 O 1 5 】 - 0 0 】 1 3 4 6 8 0 9 4 4 7 5 2 9 4 0 5 4 6 9 6 2 3 O 1 5 7 4 2 1 9 3 1 1
11、 3 2 6 - 3 9 9 4 1 8 0 2 5 5 4 0 3 1 3 7 5 5 3 4 3 5 9 3 2 0 9 9 3 9 2 1 0 4 4 6 3 5 4 5 - 4 5 3 3 3 6 5 7 5 3 2 3 7 5 5 9 4 8 2 2 3 3 8 2 9 3 6 3 9 1 - 3 4 4 7 - 5 7 l 6 2 9 5 7 3 3 7 6 6 0 3 4 3 4 5 6 5 1 0 0 9 3 5 3 4 7 3 3 7 6 6 1 3 6 2 3 3 9 6 2 2 1 2 7 5 4 8 7 0 0 3 6 3 2 7 0 2 9 2 3 6 6 5 3 3
12、 1 3 2 5 - 0 _41 7 1 盘1 4 2 1 0 9 3 7 9 7 5 0 3 7 2 7 5 7 5 O 5 5 5 3 7 7 4 7 2 9 O 6 8 - 0 0 7 4 - 2O l 9 5 7 0 1 8 l 0 8 o o 3 8 2 7 5 7 9 3 9 1 4 3 8 6 2 9 2 6 9 9 5 0 7 6 0 8 1 6 5 5 1 8 3 6 3 6 1 1 8 4 0 3 8 5 2 3 8 3 2 9 9 7 3 9 2 9 9 2 5 1 o 6 0 8 3 3 7 - 2 0 7 5 9 1 5 6 5 l 2 8 7 5 3 9 2 1 5
13、 8 6 7 8 0 4 3 9 7 5 7 2 3 4 01 0 8 2 2 4 1 9 4l 一 8 8 4l 9 1 3 8 9 0 4 0 2 1 8 9 8 3 3 5 4 0 0 0 3 2 1 8 8 - 0 9 3 7 0 0 0 7 5 4 1 9 0 5 表中：， 的单位 为 A，u的单位为 V ， 的单位为 n J h 。 从表 6中可以看出焊接工艺参数的实际值与理 论计算值间的最大误差 的绝对值分别为 M= 3 4 4 7 AU = 5 7 1 6 和 A v = 9 1 5 6 5 即理论值与实际值非常 吻合 表明本文所建立的数学模型具有较高的精度 在实际生产中可用来
14、确定焊接工艺参数。 3结论 ( 1 )利 用 单元 正 交 多 项 式 回归 设 计 方 法 对 中 、 薄板埋弧焊单面焊双 面成形 焊接工艺参数与板厚 6 的关系进 行了优化试验研究 并建立 了焊接工艺参 数与 6的关系的数学模型 f 2 )本文得出的数学模型具有较高的精度 可 用于 中、薄板埋弧焊单面焊双面成形焊接工艺参数 的确定 ( 3 )建立的数学模 型对 于研究建立 中 、薄板埋 弧焊计算机控制系统具有参考价值 参考文献： 1 叶建雄 焊接工艺参数优化 的智能计算研究 J 材料导报 ，2 0 0 9， 2 3 ( 1 2 ) ：6 9 2 王海波 ，张建优 ，马兆龙 ，等 多层多道埋弧 焊工艺参数优 化设 计方法 J 电焊机 ，2
