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研究生:黃泰勳
研究生(外文):Tai-Hsun Huang
論文名稱:低碳鋼與不�袗�異種材料TIG-Flux接合製程參數最佳化之研究
論文名稱(外文):Optimization of TIG-Flux Welding Process Parameters for Joining of Carbon Steel and Stainless Steel
指導教授:尹慶中周長彬周長彬引用關係
指導教授(外文):Ching-Chung YinChang-Pin Chou
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:工學院碩士在職專班精密與自動化工程學程
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:68
中文關鍵詞:氬銲助銲劑田口方法變異數分析
外文關鍵詞:GTAWTIG-FluxTaguchi MethodsANOVA
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本研究主要探討低碳鋼與不�袗�,異種材料TIG-Flux接合製程之參數最佳化。實驗材料選用SAE1020低碳鋼及AISI304沃斯田鐵型不�袗�,活性助銲劑選用氧化物粉末二氧化鈦(TiO2)及二氧化矽(SiO2)混合調配,銲接方法採用不加填料金屬的鎢極惰性氣體銲(TIG,Tungsten Inert Gas),來進行低碳鋼與不�袗�的對接實驗。本研究以銲道之深寬比(Depth / Width Ratio)作為此製程之品質特性,利用田口方法的實驗配置,有效率地找出包含鎢電極頂角尺寸、銲接電流、銲槍走速及Flux粉末調配比例等參數間的最適條件。
經田口方法實驗求得,當電極頂角為60°,銲接電流180Amp.,銲槍走速150㎜/min,且Flux粉末含20%之二氧化鈦及80%之二氧化矽時,為SAE1020低碳鋼與AISI304沃斯田鐵型不�袗�之TIG-Flux接合之最適參數。藉由變異數分析(ANOVA ,Analysis of Variance)發現四個控制因子中對銲道深寬比影響的重要性依序為Flux粉末(30.24%)、銲槍走速(24.71%)、銲接電流(18.27%);電極頂角尺寸則對此製程的影響極小。
The purpose of this study is to explore and discuss the optimization of TIG-Flux welding process parameter for joining of low-carbon steel SAE1020 and stainless steel AISI304. The mixed oxide powder of titanium dioxide (TiO2) and silicon dioxide (SiO2) was used as maximum efficiency flux during tungsten inert gas (TIG) welding process. In this study, the depth/width ratio of weld pool geometry is selected to be the quality characteristics. Taguchi methods is used to determine the optimal conditions of those factors effectively, such as the angle of tungsten electrode tip, welding current, travel speed of the welding torch and blending proportion of flux powder.
From the results of Taguchi Methods experiment, the optimal welding parameters for joining of the SAE1020 carbon steel and the AISI304 austenitic stainless steel are (1) tungsten electrode tip angle of 60 degree; (2) welding current of 180Amp; (3) welding torch travel speed of 150 mm/min; and (4) mixed powder combination of 20% titanium dioxide and 80% silicon dioxide.
Besides, from the results of analysis of variance (ANOVA), the orders of the importance on the depth/width ratio of weld pool geometry within the four control factors are (1) combination of mixed powder; (2) travel speed of welding torch; (3) welding current; and (4) angle of electrode tip.
摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 IV
目 錄 V
表 目 錄 VIII
圖 目 錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法與目的 2
第二章 文獻回顧 3
2.1 碳鋼 3
2.1.1 碳鋼的用途 4
2.2 不�袗� 5
2.3 銲接電弧介紹 9
2.3.1 銲接電弧之結構 10
2.3.2 銲接氣體 12
2.3.3 銲接氣體之選擇 14
2.4 鎢極惰性氣體銲(TIG) 15
2.4.1 銲接參數 18
2.5 助銲劑 20
2.6 田口方法實驗分析法 22
2.6.1 田口實驗分析法的基本原理 23
2.6.2 直交表之定義、目的及型態 23
2.6.3 信號雜音比(S/N)之特性 23
2.6.4 變異數分析[27、28] 25
2.6.5 田口實驗分析法之步驟 26
第三章 實驗項目方法及步驟 28
3.1 實驗流程 28
3.2 實驗配置 29
3.2.1 選擇製程中之品質特性及影響因子 29
3.2.2 直交表之選擇與修改 31
3.3 銲接試片之準備 34
3.4 鎢極準備 35
3.5 助銲劑調配 36
3.6 銲接實驗 37
3.7 銲件表面觀察 37
3.8 金相試驗 38
3.9 銲道滲透深度與寬度量測 39
第四章 實驗結果與討論 40
4.1 各種參數對銲道外觀之影響 40
4.2 各種參數對銲道斷面之影響 45
4.3 田口實驗結果分析 48
4.4 變異數分析 51
4.5 確認實驗 53
4.5.1 確認實驗之規劃 53
4.5.2 確認實驗之結果 54
4.5.3 實驗的再現性及信賴度 58
4.6 無助銲劑塗敷之實驗結果分析 59
4.6.1 田口實驗結果分析 59
4.6.2 變異數分析 63
第五章 結論 64
參考文獻 66
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