基于納米耐磨堆焊材料的手工電弧焊工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化

在制造業(yè)，焊接輔助堆焊技術(shù)因其在腐蝕、熱沖擊和磨損保護(hù)的有效性正日益受到重視。納米粒子的出現(xiàn)從根本上提高了材料表面與體積的比率（S/N），同時(shí)提高了材料導(dǎo)電性、硬度和耐磨性能。

對(duì)納米耐磨堆焊材料的手工電弧焊工藝參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化進(jìn)行了深入研究，研究了焊接電流、電弧電壓和焊接速度這3個(gè)最重要參數(shù)變量，焊縫寬度、強(qiáng)度和硬度設(shè)為試驗(yàn)的輸出參數(shù)。研究采用逼近理想解排序法（TOPSIS）與主成分分析（PCA）相結(jié)合的方法確定最佳工藝參數(shù)。確定對(duì)納米耐磨推焊材料焊接的3種情況，即較小焊縫寬度、較高焊縫強(qiáng)度和不同硬度參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)分析，通過設(shè)計(jì)S/N的正交陣列對(duì)較低焊縫寬度、較高焊縫強(qiáng)度和焊縫硬度參數(shù)進(jìn)行配置。將較小焊縫寬度的參數(shù)設(shè)為160A的電弧電壓、17V焊接電流和40mm/min焊接速度。對(duì)于較高的焊縫強(qiáng)度，其對(duì)應(yīng)的焊接電流為150A、電壓為25V、焊接速度為30mm/min。而焊道硬度對(duì)應(yīng)的焊接電流為140A、電壓為19V、焊接速度為40mm/min。通過引入TOPSISAHP（層次分析法）和TOPSISPCA的方法對(duì)最終輸出結(jié)果進(jìn)行比較，找到最合理的優(yōu)化配置，最終確定手工電弧焊工藝焊接參數(shù)的最優(yōu)配置，即160A（5級(jí)）焊接電流、19V（2級(jí)）電弧電壓和20mm/min（1級(jí)）焊接速度。

研究獲得的最優(yōu)配置結(jié)果可以作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參考應(yīng)用于科研與生產(chǎn)中，但是對(duì)于試驗(yàn)輸出參數(shù)的選取只考慮了焊縫的寬度、強(qiáng)度和硬度3個(gè)變量的影響，未來將對(duì)其它輸出參數(shù)（如殘余應(yīng)力、極限抗拉強(qiáng)度等）影響做更深入的研究。

刊名：Measurement（英）

刊期：2016年第102期

作者：Abhijit Saha et al

編譯：劉瑞琦