為了優(yōu)化6061-T6鋁合金攪拌摩擦點焊工藝參數(shù)和預(yù)測接頭拉剪失效載荷,基于響應(yīng)面法建立了攪拌頭轉(zhuǎn)速、下壓深度、焊接時間特征參數(shù)與拉剪載荷的數(shù)學(xué)模型,并進行了方差分析,研究了工藝參數(shù)對拉剪失效載荷的影響規(guī)律,并對工藝參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。結(jié)果表明:所建立的模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測拉剪失效載荷,預(yù)測值與試驗值誤差為2.68%。經(jīng)優(yōu)化設(shè)計得到最佳焊接參數(shù)為攪拌頭轉(zhuǎn)速1591 r/min、下壓深度2.16 mm、焊接時間3.27 s。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(15)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果對比

測試點的殘差正態(tài)分布圖呈直線分布特征，如圖1所示，表明預(yù)測所產(chǎn)生的誤差是隨機分布的，預(yù)測結(jié)果較為合理。試驗結(jié)果與預(yù)測結(jié)果的對比，如圖2所示，結(jié)果表明所建立的失效載荷與焊接工藝參數(shù)的二階響應(yīng)回歸模型具有較高的預(yù)測精度，可以對失效載荷進行合理有效的預(yù)測[11]。圖2 預(yù)測結(jié)果與試驗結(jié)果對比

通過分析因素與響應(yīng)值之間的響應(yīng)曲面，系統(tǒng)地分析回填式攪拌摩擦點焊工藝中的焊接參數(shù)對接頭拉剪失效載荷的影響規(guī)律。圖3(a）是下壓深度為2.0 mm時，轉(zhuǎn)速和焊接時間對接頭拉剪失效載荷的影響規(guī)律，在相同焊接作用時間下，隨攪拌針轉(zhuǎn)速增加，失效載荷表現(xiàn)為先增大后減小的變化趨勢。圖3(b）為保持?jǐn)嚢栳樲D(zhuǎn)速2000 r/min時，下壓深度和焊接作用時間對失效載荷的影響規(guī)律，即在相同焊接作用時間下，隨下壓深度增加，接頭失效載荷表現(xiàn)出先增大后減小趨勢。圖3(c）是在焊接時間為2.5s時，轉(zhuǎn)速和深度對接頭拉剪失效載荷的影響規(guī)律，分別固定下壓深度提高轉(zhuǎn)速，或是固定轉(zhuǎn)速增加下壓深度，接頭的失效載荷均呈現(xiàn)出先增加而后減小的變化規(guī)律，說明在下壓深度與轉(zhuǎn)速一定的情況下，兩參數(shù)之間存在一個最優(yōu)工藝范圍。通過對響應(yīng)面曲線進行分析，可以看出模型存在著極值點，以及對應(yīng)最佳工藝參數(shù)，以此利用二次方程模型分別對參數(shù)Xi求導(dǎo)，則可求出回填攪拌摩擦點焊接頭剪切失效載荷的極大值及其對應(yīng)的工藝參數(shù)，所得到的點焊拉剪失效載荷最大值為7325N，其優(yōu)化的工藝參數(shù)為：攪拌頭轉(zhuǎn)速為1591r/min，下壓深度為2.16mm，焊接時間為3.27s。采用優(yōu)化工藝參數(shù)進行點焊加工，測試其拉剪失效載荷為7527N。與實測值相比較，預(yù)測值誤差僅為真實值的2.68%，說明響應(yīng)面法提供的模型較真實地擬合了實際情況。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3335815