為了優(yōu)化6061-T6鋁合金攪拌摩擦點焊工藝參數(shù)和預測接頭拉剪失效載荷,基于響應面法建立了攪拌頭轉速、下壓深度、焊接時間特征參數(shù)與拉剪載荷的數(shù)學模型,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)化設計。結果表明:所建立的模型能夠準確預測拉剪失效載荷,預測值與試驗值誤差為2.68%。經(jīng)優(yōu)化設計得到最佳焊接參數(shù)為攪拌頭轉速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】：

預測結果與試驗結果對比

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

通過分析因素與響應值之間的響應曲面，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）為保持攪拌針轉速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速，或是固定轉速增加下壓深度，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。通過對響應面曲線進行分析，可以看出模型存在著極值點，以及對應最佳工藝參數(shù)，以此利用二次方程模型分別對參數(shù)Xi求導，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，預測值誤差僅為真實值的2.68%，說明響應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