臺灣博碩士論文加值系統

CO2雷射銲接鋁合金時，容易形成氣孔，如何有效改善銲接鋁合金產生氣孔的問題是極為重要的。而混合銲接中可以藉由MIG產生的熱源，改善材料的表面結構以增加材料吸收率，減少氣孔的生成和防止銲道龜裂的出現。雷射結合MIG電弧混合銲接，許多的學者早已提出相關研究實驗，並想辦法克服銲接後的缺陷，其中最難克服的缺陷就是氣孔的殘留。
本研究是利用三道保護氣體的搭配使用，並使實驗結果顯示能夠有效地降低氣孔形成。雙能量束混合銲接鋁合金6061製程技術開發，利用各種銲接參數的組合方式，探討氣孔的生成數量的多寡，接著再應用田口主成份分析法結合模糊理論分析法，針對鋁合金6061銲道的抗拉強度、銲道微硬度、孔隙度與彎曲強度等品質特性，推論出雙能量束混合銲接鋁合金6061製程技術開發多目標最佳化混合銲接參數組合，使各品質皆能獲得明顯改善。

CO2 laser welding of aluminum alloy is easily formation of holes, how to effectively improve the welding of aluminum alloys produced pores is extremely important. The MIG hybrid welding can be generated heat in order to improve the material''s surface structure which increase the absorption rate of materials to reduce the generation pores and prevent the emergence of the weld cracking turtle. Hybrid welding of CO2 laser and MIG, many of scholars had already proposed research experiments, and find ways to overcome the defects after welding, which the most difficult is overcome the shortcomings of residual pores.
This study is using three shield gases, so that results shown to effectively reduce the formation of pores. Development of Dual-beam Hybrid Welding Aluminum Alloy 6061 Process, using variety of welding parameter combinations,and consider to explore the genesis and amount of porosity, then application Taguchi principal component analysis and fuzzy theory analysis for weld the tensile strength, weld micro-hardness, porosity degree,bending strength and other quality characteristics of aluminum alloy 6061, inferences Dual-beam Hybrid Welding Aluminum Alloy 6061 Process,and development of multi-objective optimization hybrid welding parameter combinations, in order to enhance various properties significantly.

致謝 iii
目錄 iv
圖目錄 ix
表目錄 xiv
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 文獻回顧 3
1.3.1 CO2雷射搭配MIG/TIG電弧混合銲接製程 3
1.3.2 銲接殘留氣孔討論及減少方法 4
1.3.3 多重品質特性最佳化 6
1.3.4 穩健設計參數最佳化 6
1.4 論文架構 7
第2章 混合銲接原理 8
2.1 金屬惰性電弧(MIG)銲接簡介 8
2.1.1 金屬惰性電弧(MIG)銲接原理 8
2.1.2 MIG電弧銲接參數 10
2.1.3 MIG銲接的優缺點 12
2.2 CO2雷射銲接的簡介 12
2.2.1 CO2雷射銲接的原理 12
2.2.2 CO2雷射銲接主要參數 17
2.2.3 保護氣體種類之影響 18
2.2.4 CO2雷射銲接的優缺點 19
2.3 CO2雷射搭配電弧混合銲接簡介 20
2.3.1 混合銲接的原理 20
2.3.2 混合銲接對銲道影響 21
2.3.3 CO2雷射混合MIG電弧銲接的優點 22
2.4 鋁合金銲接特性 23
2.5 鋁合金銲接缺陷 24
第3章 實驗設計與設備 26
3.1 實驗設計 26
3.1.1 混合銲接相對位置的設計 26
3.1.2 夾具設備 27
3.1.3 銲件開槽對銲設計 28
3.2 實驗材料 29
3.2.1 鋁合金6061-T6材料性質 29
3.2.2 MIG電弧填料材料 30
3.3 實驗設備 31
3.3.1 硬體設備 31
3.3.2 軟體設備 35
3.4 實驗流程圖 36
第4章 探討保護氣體對於銲道氣孔率之影響 37
4.1 保護氣體簡介 37
4.2 實驗流程 38
4.2.1 前置實驗 38
4.2.2 實驗材料設備與程序 38
4.2.3 實驗結果與討論 40
4.2.4 田口直交表實驗 45
4.2.5 田口直交表實驗程序 47
4.2.6 田口直交表實驗結果與討論 56
4.3 結論 62
第5章 銲接氣孔率最佳化實驗參數設計 63
5.1 前言 63
5.1.1 銲道氣孔形成 64
5.1.2 CO2雷射搭配MIG電弧混合銲接鋁合金6061之氣孔形成 64
5.1.3 銲道氣孔形成 65
5.1.4 氣孔防止對策 66
5.2 實驗設備和實驗方法 67
5.2.1 實驗設備 67
5.2.2 田口直交表實驗方法與流程 69
5.2.3 田口直交表L18實驗結果 71
5.3 氣孔最佳化確認實驗 73
5.4 結論 76
第6章 應用田口主成分於雙能量束混合銲接鋁合金6061多目標最佳化製程技術開發 78
6.1 前言 78
6.2 實驗材料與方法 80
6.2.1 實驗材料 80
6.2.2 實驗方法 81
6.2.3 實驗檢測設備 82
6.3 實驗步驟 84
6.3.1 田口穩健化實驗 84
6.3.2 主成分分析法 85
6.3.3 控制因子與水準值設定 88
6.4 實驗流程 90
6.5 實驗結果與分析 91
6.5.1 建立主成分分析表 91
6.5.2 主成分正規化 93
6.5.3 多重品質特性主成分分析 94
6.5.4 主成分總得點回應圖、回應表及變異數分析 96
6.5.5 最佳化實驗參數 98
6.5.6 確認實驗 98
6.6 結論 101
第7章 應用田口主成分結合模糊分析法於雙能量束 102
7.1 前言 102
7.2 實驗材料與方法 104
7.2.1 實驗材料 104
7.2.2 實驗方法 106
7.2.3 實驗檢測設備 106
7.3 實驗步驟 109
7.3.1 田口穩健化實驗 109
7.3.2 主成分分析法 109
7.3.3 模糊邏輯理論 112
7.3.4 控制因子與水準值設定 114
7.4 實驗流程 117
7.5 實驗結果與分析 118
7.5.1 建立主成分分析表 118
7.5.2 主成分正規化 119
7.5.3 多重品質特性主成分分析 120
7.5.4 模糊邏輯之多重品質特性 123
7.5.5 變數正規化 123
7.5.6 模糊化介面 124
7.5.7 模糊規則庫的建立 124
7.5.8 MPCI回應圖、回應表與變異數分析 126
7.5.9 最佳化實驗參數 128
7.5.10 確認實驗 128
7.6 結論 131
參考文獻 132

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