在制造工藝過程中焊接性能的定量分析
W.-P. Sung K.-S. Chen M.-H. Shih
摘要
對于制造業(yè)和建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)來說，焊接結(jié)合質(zhì)量是一個非常重要的方面。焊接質(zhì)量會影響一個產(chǎn)品的質(zhì)量。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，本文在基于理論分析的情況下，對焊接操作者提出了一套評價方法。提出一種使用絕對數(shù)量式來評價焊接業(yè)績的新指數(shù)。焊接性能的數(shù)學關系，是表明不良焊接數(shù)量和可承受的最大不良焊接數(shù)量的關系。然后，把這一指數(shù)的估計值和偏離量統(tǒng)計推斷出來。最后，提出對焊接操作員的評估程序和標準。這種評估方法可用于選擇焊接操作員。此外，它也可以作為一種分析工具，用來評價和改進焊接技師焊接能力和焊接產(chǎn)品的焊接性能。
關鍵詞 焊接性能指數(shù) 評價程序 最佳估算
1 簡介
在制造船只，汽車，摩托車，機械設備和鋼結(jié)構(gòu)等過程中，為節(jié)約材料，保持材料的剛性和保持良好的材料外觀，一般是采用焊接來連接材料邊界。目前，焊接制造業(yè)中通常都是使用自動焊接機。然而，在一些地區(qū)制造和建設工程中，由于工作條件不能使用自動焊接機而必須是人為的焊接。良好的焊接技能需要達到所要求的標準。否則，焊接工作人員的不當操作，維護不當或技術(shù)不夠熟練都將導致焊接缺陷。電熔焊是一種被廣泛采用的焊接方法，它使用焊條作為電極，焊條頂端在1500攝氏度條件下熔化并進行焊接。這種高溫導致焊條熔化和焊接聚集在焊接點。因焊接技術(shù)差，以及不適當?shù)暮附映绦蚝托蛄?，在焊縫中常常存在漏洞，如：在焊接接縫處存在根切，熔化不足，焊接不夠深入，焊縫含有雜質(zhì)和氣泡，斷面不足，焊接形狀不滿意，焊接重疊和失真等。這些缺陷使應力集中，缺乏強度和存在殘余應力，這些都對產(chǎn)品質(zhì)量有極大影響。因此，為得到高品質(zhì)和安全的產(chǎn)品，焊接工藝應仔細地檢查。
P和Pn [ 1 ，2 ]的控制圖是在一批或每日檢查基礎上得出，用來檢查焊接性能是否符合要求。這些控制圖表使用統(tǒng)計學的原則，利用這些統(tǒng)計數(shù)字和檢查值準確找到產(chǎn)生不滿意焊縫的原因。據(jù)制造業(yè)和建筑業(yè)焊接過程的變化和抽樣誤差，采用統(tǒng)計學對焊接缺陷進行檢測和處理，這樣就可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。材料的焊接性能和焊接操作員焊接技術(shù)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的必要條件。因此，本研究的目的是對理論焊接性能制定一套評估方法。這一系統(tǒng)的程序有助于制造商判斷自動焊接操作員的表現(xiàn)，選擇一個優(yōu)良的焊接技術(shù)員。
上面提出的性能的評價方法是以Marr[ 3 ]為分析焊接任務的效率和效果而提出的評價性能為基礎。Chow等人[ 4 ]指出為了評估使用性能，這項評價性能的方法必須建立。Tucker[ 5 ]討論了每個主要研究指數(shù)的固有性質(zhì)，缺陷和優(yōu)點。其他相關研究也曾經(jīng)提到：Charnes等人[ 11 ]指出可由一個重要評價項目作為代表來選擇合適的分析方法。一個對焊接性能系統(tǒng)實用的評價方法有助于控制和管理焊縫的質(zhì)量和性能。因此，本文提出了一套評價方法，用于判斷焊接性能和焊接技師的技術(shù)水平。這個方法有兩個部分：（1）焊接性能指數(shù)的定義；（2）評價程序和標準。這項焊接性能指數(shù)的研究提出了一種新的框架并且采用明確數(shù)量表達式