应用正交试验优化Gr2钛管(T05mm)焊接工艺参数.docx

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、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. 5mm Gr2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ASTM B 338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：ASTM B Grade2 TO. 5mm钛带 （EB熔炼、热轧、冷轧加 工），制造商TIMETo1.2设备：AIRLIQUIDETIG400i电焊机（氫气保护）、科新WDW3100 10T电子万能材料试验机、Krautkramer Branson USD 15超 声波探伤仪、CMS Zet@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32. 2数据分析1）直接比较：直接比较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] ASTM Technical Committee・ ASTM B 338. Standard Specification for Seamless and Welded Titanium and Titanium Alloy Tubes for Condensers and Hea t Exchangers[S]・ United States： ASTM International, 2010.[4] 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。