摘 要

近20年来，焊接技术的发展非常迅速，已经从一种传统的加工工艺和材料连接方法发展成为先进制造技术之一。在现代的焊接生产实践中焊接工艺设计具有重要的实际意义，它不仅决定了产品的焊接质量，并且直接关系到焊接生产的经济效益和效率。本文主要学习焊接实验的方法设计，研究正交设计方法、均匀设计方法、神经网络技术和支持向量机技术在焊接工艺设计中的应用，并通过origin、mintab软件分析各焊接参数对焊缝质量产生的影响，找出多个自变量和多个函数之间的关系，建立经验公式，预测最优的工艺参数的选取方向。利用matlab工具箱对原始实验数据进行样本训练，再对未知的样本进行预测，最后实现工艺优化的方案探索。

关键词：正交设计；均匀设计；神经网络；支持向量机；工艺优化

Abstract

In the last 20 years, the development of welding technology is very fast, it has evolved from a traditional connection methods and materials processing technology to become one of the advanced manufacturing technology. Welding technology has important practical significance in the modern welding production practice,it not only determines the quality of welding products, but also is directly related to the economic and welding production efficiency. In this paper, I learned the design method of welding experiment, and studied the application of orthogonal design, uniform design, neural network and support vector machine technology in the design of the welding process, and analysed the influence of the welding parameters on weld quality produce by using origin、mintab software,finded out the relationship between the multiple independent variables and fuctions，established Empirical formula.In the last，we can predict the direction of selecting the optimum process parameters. Use matlab toolbox to do sample training on original experimental data, and then predict the unknown sample .In the final ,I realized the exploration of process optimization programme.

Key Words: orthogonal design; uniform design; neural network; support vector machine; process optimization

目录

第1章 绪论 1

1.1研究的背景、目的及意义 1

1.2 国内外焊接工艺设计的研究现状 1

1.3 焊接工艺设计的发展趋势 3

1.3.1 焊接变位机将普遍应用 3

1.3.2 焊接机器人及自动焊接专机的应用将逐步增加 4

1.3.3 焊前工序设备水平将逐步提高 4

1.3.4 新的焊接方法应用将增加 5

第2章 焊接工艺设计实验方法 6

2.1 正交设计 6

2.1.1 正交试验设计 6

2.1.2 正交表 6

2.1.3 正交设计方法在焊接工艺设计中的应用 7

2.2 均匀设计 7

2.2.1均匀设计的特点 7

2.2.2 均匀设计表 8

2.2.3 均匀设计方法在焊接工艺设计中的应用 9

2.3 神经网络 10

2.3.1 神经网络介绍 10

2.3.2 神经网络模型 10

2.3.3 神经网络在焊接工艺设计中的应用 11

2.4 支持向量机 11

2.4.1 支持向量机介绍 11

2.4.2 支持向量机在焊接工艺设计中的应用 11

第3章 焊接工艺设计方法相关语言 12

3.1 mintab语言 12

3.1.1 mintab简介 12

3.1.2 mintab软件应用 12

3.2 matlab语言 12

3.2.1 matlab简介 12

3.2.2 matlab软件应用 13

第4章 设计实践 14

4.1 正交试验 14

4.1.1 试验条件 14

4.1.2 试验安排 14

4.1.3 试验结果 15

4.1.4数据分析 16

4.2均匀设计试验 18

4.2.1 试验条件 18

4.2.2试验结果 18

4.3 神经网络 19

4.3.1 BP网络模型的建立 19

4.3.2 实验描述 20

4.3.3 matlab神经网络工具箱实现BP网络模型的创建，训练及仿真 20

4.4 支持向量机 23

4.4.1 实验数据 23

4.4.2 执行程序 23

4.4.3 运行结果分析 24

第5章 结论 26

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪论

1.1研究的背景、目的及意义

近20年来，焊接技术的发展十分迅速，已从一种传统的加工工艺和材料连接方法，演变成为先进制造技术之一。焊接结构已广泛应用于能源、交通、建筑、化工、机械、航空航天和海洋工程等重要工业部门，并不断向大型化、重型化和高参数方向发展。因此对焊接结构的制造质量提出了越来越严格的要求。世界各国都相继制定了设计规范、制造规程或法规，对焊接质量的控制作出了科学的规定，其中，焊接工艺是最重要的核心技术。

现代焊接结构的生产中，焊接工艺起着极其重要的作用，它不仅决定了产品的焊接质量，而且直接关系到焊接生产的效率和经济效益。根据焊件的结构和技术要求，设计正确而合理的焊接工艺却是一项十分艰巨的工作。这是因为焊接工艺的可变参数繁多，对焊接质量的影响因素十分复杂，且某些重要变量难以精确检测。因此对于一名称职的焊接工艺工程师来说，不仅要求全面掌握有关的专业理论知识，而且还应积累丰富的实践经验，才能肩负起这一重任。

1.2 国内外焊接工艺设计的研究现状

焊接是一种低成本、高科技连接材料的可靠工艺方法。到目前为止，还没有另外一种工艺比焊接更为广泛地应用于材料间的连接，并对所焊产品产生更大的附加值。在国内，无论是从目前焊接设备和材料产量构成比的发展趋势，还是从焊接设备和材料的制造技术和发展方向上看，我国现化焊接技术已有很大发展,部分产品技术已达到或接近国外先进水平，然而我国焊接行业与发达国家的差距还很大，尤其在高新技术的应用上差距更大，表现在：

1、焊接材料