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文檔簡介
1、鈦合金在航空航天技術、船舶等工業(yè)領域有著非常重要的應用價值。然而,鈦及鈦合金材料的加工與連接技術仍然存在很多關鍵問題亟待進一步研究。本文以0.4mmTC2鈦合金板的焊接技術為研究對象,對其電阻點焊焊接機理、焊接工藝優(yōu)化以及焊接質(zhì)量在線監(jiān)控進行了詳細的研究。
通過準靜態(tài)拉剪實驗,得到了不同焊接工藝參數(shù)下的焊點熔核尺寸和抗剪強度以及相應的失效模式。在此基礎上,將鈦合金的焊接質(zhì)量分為三類:不良焊點、良好焊點以及發(fā)生噴濺的焊點。通過微
2、觀金相實驗,研究了三類不同焊接質(zhì)量下的TC2鈦合金電阻點焊接頭的微觀組織特點。綜合實驗結(jié)論,得到了TC2鈦合金小尺寸電阻點焊的焊接機理。
選取焊接時間、焊接電流與電極壓力三個焊接參數(shù)為研究對象,以焊點的拉剪失效能量為表征焊接接頭質(zhì)量的指標。依據(jù)響應曲面法中的Box-Behnken實驗設計進行焊接試驗,得到了焊接工藝參數(shù)與拉剪失效能量之間的響應曲面方程。利用該模型討論了焊接工藝參數(shù)對焊接接頭質(zhì)量的影響;敏感性分析表明焊接電流的改
3、變對焊點失效能量的改變量最大。利用人工蜂群算法得到了最優(yōu)的焊接工藝參數(shù)。
采用主成分分析考慮了焊接接頭熔核直徑、抗剪強度、拉剪失效能量和熔核滲透率這四個指標有可能存在信息重合的問題,以加權的手段得到了表征焊接質(zhì)量的綜合焊接質(zhì)量指標。將多響應優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為簡單的單響應優(yōu)化問題。采用爬山法和滿意度函數(shù)法得到了最優(yōu)的焊接工藝參數(shù),驗證實驗表明采用此焊接工藝參數(shù),可以得到令人滿意的焊接質(zhì)量。該最佳焊接工藝參數(shù)可以使熔核直徑、抗剪強度、
4、失效能量和熔核的滲透率同時達到最優(yōu)。
利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集TC2鈦合金小尺寸電阻點焊過程中的主要焊接參數(shù),對點焊過程中上下電極間電壓曲線和電壓—電流(U-I)曲線進行分析與研究。結(jié)果表明鈦合金點焊過程中焊接參數(shù)的變化對上下電極間電壓和U-I曲線的變化有很大的影響,且具有一定的規(guī)律性。從兩個曲線中分別找出表征焊接質(zhì)量的特征量,利用人工智能算法的非線性映射與模式識別能力,實現(xiàn)對三類焊點質(zhì)量的在線識別與監(jiān)測。并且比較了利用電壓曲線和
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