Page 94 - 结构装备施工技术分析与研究

结构装备施工技术分析与研究
Analysis and Research on Construction Technology of Structural Equipment

试件局部抵抗硬物压入其表面的能力，是比较各种材料软硬的指标。通过试验对抗拉
强度和显微硬度进行综合分析，来评价焊接接头的质量，并判定选择的焊接工艺参数
的合理性。
焊接后，试件表面用蚀刻液为 4% 的硝酸酒精溶液擦拭并干燥，然后用光学显微
镜和扫描电子显微镜测定焊缝表面和横截面的微观结构。为了研究焊接接头的机械性

能，将焊接板沿焊缝垂直的方向切割成标准样品，电子万能试验机来进行拉伸试验，
每组试样取 3 片，结果取平均值，拉伸试样的标距为 25mm。显微维氏硬度计，硬度
测试点间隔距离大约为 1mm。

7. 试验设计及结果
为了获得过程参数和焊接接头力学性能之间的关系，应该获得大量的数据，最大
限度地减少物理试验中的错误对响应函数的影响，这不仅非常耗时，经济成本也很高。
因此，该试验是用田口正交试验设计法，该方法用少量的试验研究参数空间，能够在

设计空间中提供良好的均匀和空间填充的采样点。采用三因素五水平的正交实验法来
构建 Mg-5Gd-3Y 镁合金焊接的试验样本集，生成 L25 正交阵列的焊接工艺试验参数
组合。

Mg-5Gd-3Y 镁合金材料的抗拉强度和显微硬度之间不是单纯的正比关系，由田
口方法的试验结果可以看出，当焊接电流低于 175A 时，镁合金的抗拉强度和显微硬
度成正比增加，当电流高于 185A 时，镁合金的抗拉强度和显微硬度呈减少趋势；当
焊接速度低于 5mm/s 时，镁合金的抗拉强度和显微硬度正比增加，当焊接速度高于
7mm/s 时，镁合金的抗拉强度和显微硬度相继减少；当保护气体流量低于 11L/min 时，

镁合金的抗拉强度和显微硬度成正比增加，当保护气体流量高于 13L/min 时，镁合金
的抗拉强度和显微硬度呈减少趋势。
在科学实验中常常要探讨不同实验条件或处理方法对实验结果的影响。通常是比

较不同实验条件下样本均值间的差异。可以使用方差分析方法去解决一个复杂的问题，
其中的许多因素之间都存在相互制约，并且相互依存。方差分析的主要中心思想就是
通过数据分析找出对该问题有显著影响的因素，各因素之间的交互作用，以及影响因
素的最佳水平等。为了比较不同焊接工艺参数对抗拉强度和显微硬度结果的影响程度，
分析因素间的交互作用 .

其中 F 值：是两个均方的比值（效应项 / 误差项），不可能出现负值。F 值大于
给定显著水平的标准 F 值时说明两组数据之间存在显著差异。Sig 是差异性显著的检
验值。表中的 Sig 结果分析可知，对于抗拉强度来说，三个参数的影响显著性排序为：

最显著的是保护气体流量，其次是焊接速度，最后是焊接电流；而对于显微硬度来说，
最显著影响的参数是焊接电流，其次是保护气体流量，最后是焊接速度。

• 82 •