大学材料专业焊条制备及工艺性能综合实验指导书.doc

焊条制备及工艺性能 综合实验指导书 适用专业:材料成型及控制工程 课程代码: 8101561 总学时: 总学分: 3 编写单位:材料成型及控制工程 编 写 人:王X 廖X 廖X 审 核 人: 审 批 人: 批准时间: 年 月 日 实验目的和任务 初涉一个科学研究的过程，它包括：查询资料、制定实验方案、进行试验、分析讨论试验结果、撰写论文。 学习一种科学的试验设计方法——正交试验。 学习撰写科学研究论文。希望使用计算机打印出来，在此过程中，学习掌握计算机文字处理、图表制作、计算机绘图。 加深对过去所学知识的理解，并强调动手能力的训练。 实验内容 查阅资料，了解焊条配方原料的作用，试做焊条，熟悉焊条搓制方法。 采用正交试验表设计焊条配方，进行工艺试验：焊缝成型、飞溅、气孔及脱渣试验等。 3．优选出最佳配方，搓制出焊条，焊接、制备硬度与金相试样。 4．测量硬度，观察与分析显微组织，拍摄金相照片。 5．总结试验结果，撰写论文。 实验仪器、设备及材料 1. 实验设备、仪器：逆变电焊机（ZX7—400B）、焊钳、光学显微镜、洛氏硬度试验机等 2. 制备焊条用的原材料：H08A焊芯、大理石、 萤石、 钛白粉、 石英 、 中碳锰铁、硅铁（45号）、钛铁 、云母、长石、白泥、云母、铁粉、钼铁、高碳铬铁、苏打、钛铁矿、水玻璃等。 3. 辅助工具、实验材料：研钵、钢板尺、钳子、扳手、螺丝刀、砂纸、钢锯、榔头、钢刷、手套、面罩、电吹风、碳化硅液、无水乙醇、4%硝酸酒精、氢氟酸、低碳钢板、沙轮机、玻璃板、天平等。 实验原理 1. 正交试验设计 正交试验设计方法，就是利用数理统计学与正交性原理，从大量的试验点中挑选适量的具有代表性、典型性的点，应用“正交表”合理安排试验的一种科学的试验设计方法。 例：三因子二水平的试验，若安排全面试验共需八次： A1B1C1，A1B1C2，A1B2C1，A1B2C2， A2B1C1，A2B1C2， A2B2C1，A2B2C2。 正交试验设计方法，可选出下列4个试验，代替全面试验： A1B1C1，A1B2C2，A2B1C2，A2B2C1。 为什么要选这四个试验呢？因为它们具有下列两个性质： 第一．水平均匀性。即选的四个试验对每个因子和因子的每个水平都是均匀分配的。为了便于直观想象，我们将八次全面试验形象地表示为一个立方体的八个顶点。正交试验设计方法选的四个试验是打有黑点（·）的四个顶点。为什么它们是均匀分配的呢？因为立方体每个面上都恰有两个黑点，每条边上也恰有一个黑点。就是说四个黑点均匀地分配在立方体的面和边上。所以它们能够全面地反映八次全面试验。 第二．搭配的均匀性。这四次试验还反映水平搭配均匀。四次试验中，每个因子的一水平和二水平各出现两次，出现的次数是相同的。而且任何两个因子的搭配也都以相同的次数出现。如A和B的搭配有A1B1，A1B2，A2B1，A2B2各出现一次。B和C的搭配也是B1C1，B2C2，B1C2，B2C1各出现一次。A和C的搭配也是一样。因此从各因子搭配上看也是能够全面反映所有试验的。 正交试验设计，正是考虑所有因子和水平在试验中均匀分配，搭配均匀地有规律地变化。这种考虑方法是从多次大量实践中，总结提高得到的。水平均匀、搭配均匀这两个性质在数学上统称之为“正交性”。正交试验设计方法就是利用正交性确定的设计方法。 为了更清楚地表达正交试验设计方法，一般将它列成正交表。正交表是已经制作好的规格化的表，是正交设计的基本工具。一般数理统计书上，可以查到更多的正交表。 两水平表 正交表 L8（27） 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 数 据 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 2 3 1 2 2 1 1 2 2 4 1 2 2 2 2 1 1 5 2 1 2 1 2 1 2 6 2 1 2 2 1 2 1 7 2 2 1 1 2 2 1 8 2 2 1 2 1 1 2 三水平表 正交表L9(34) 列号 试验号 1 2 3 4 1