马晓丽， 曹力军， 陈秋龙， 周伟敏， 杨海澜， 张跃龙

(上海交通大学 材料科学与工程学院，上海 200240)



基于DOE方法的机器人焊接试验设计

马晓丽， 曹力军， 陈秋龙， 周伟敏， 杨海澜， 张跃龙

(上海交通大学 材料科学与工程学院，上海 200240)

为了更好地预测机器人焊接工艺参数与焊缝成形参数之间的关系，通过DOE方法的全因子试验设计，在机器人焊接系统上对低碳钢进行两因素三水平焊接实验，定量分析了机器人焊接工艺参数与焊缝成形参数间的关系，建立相关预测模型，将预测结果与测试结果进行了对比验证。熔深、熔宽不仅受焊接功率和焊接速度主效应的影响，还受其交互作用的影响;余高只受到焊接功率和焊接速度主效应的影响，而与交叉效应无关，且通过实验确定了熔深、熔宽和余高的预测范围。结果表明，基于DOE方法的焊接试验设计为获得性能优异的焊接接头质量提供了参考，为实现焊接过程优化设计提供了一种新方法。

焊接功率; 焊接速度; 熔宽; 熔深; 余高

0 引 言

工业焊接机器人是当今世界最引人瞩目的高新产业之一。随着先进制造技术的发展，实现焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已成为必然趋势。在机器人焊接工业生产中，焊缝接头质量的好坏具有重要意义[1-6]。对于各种不同的焊接方法, 评定焊缝质量的主要因素包括焊缝几何形状和力学性能等, 而几何形状又取决于各个焊接工艺参数的选定。由于焊接过程涉及的工艺参数较多, 采用传统的实验方法选择各个最佳参数所需的实验次数庞大, 极为不现实。……