1 研究背景

由钨极氩弧焊发展而来的等离子电弧焊在1953年被发明，英文名叫“Plasma Arc Welding”，缩写为PAW。等离子弧焊与TIG焊相比，具有优质、高效、经济等特点，近年来随着等离子弧焊技术在现代焊接结构制造业中的应用，其已成为不可缺少的精密的焊接工艺方法，在工业化大生产中得到普遍应用，广泛用于普通优质碳钢，低合金钢，不锈钢，镍基合金，铜镍合金，钛、钽、锆及其合金和铝及其合金等金属的焊接。为了进一步扩大其使用范围，充分发挥等离子弧焊的优势，已开发出微束等离子弧焊、熔透型等离子弧焊、锁孔型等离子弧焊、脉冲等离子弧焊、交流变极性等离子弧焊、等离子弧钎焊和等离子弧堆焊等焊接方法。可以预测，等离子弧焊在现代工业生产中必将发挥重要的作用。

重视效率这一视角目前已经达成共识，它也是我国农业大数据的发展和努力方向，为了达成这一目标，就需要从2个方面采取措施，第一是提高数据挖掘和深度应用能力，即使拥有全数据，如果没有处理分析能力，效率提升也无从谈起，因此要开展农业大数据智能学习与分析模型系统关键技术研究，掌握人工智能、数据挖掘、机器学习、数学建模、深度学习等技术。第二是需要农业领域的大数据人才，也就是懂得用大数据技术和思维去解决农业生产中常见的难题。第三是调动激发相关公司企业的研发力量，它们对市场的嗅觉灵敏，重视研发到应用的转化，重视实际效果，相比较政府，公司企业在提升大数据效率方面有很大的优势。

3类16味临床常用抗动脉粥样硬化中药的作用机制研究…………………………………………………… 侯腾飞等（17）：2432

电弧复合焊接作为一种高效、低成本的焊接方法，决定了这种焊接方法在工业化国家的主导地位。在我国，目前电弧复合焊接技术应用非常广泛，但在工艺和设计方面人们还缺乏对电弧复合焊接的进一步认识，这就极大地限制了电弧复合焊接技术的应用普及。

自1950年发明等离子电弧焊接方法直至20世纪60年代,等离子电弧焊接技术并没有引起人们的注意，直到后来将等离子电弧焊接技术应用于火箭壳体的焊接以后才引起人们的注意,随着等离子电弧焊接技术在航空航天领域的广泛应用,其相关研究得到了迅速发展。低碳钢含碳量较低,一般情况下不会因焊接产生严重硬化或淬火组织，其焊后的接头塑性和冲击韧度良好,焊接时一般不需要预热、控制层间温度和后热,焊后不必通过热处理改善组织,焊接过程不用采取特殊工艺措施，同时汽车、船舶、海洋、航天等工业部门对焊接的需求越来越高。因此，如何实现高效焊接逐渐成为焊接领域研究的重点，等离子复合焊在低碳钢中的研究也成为近年来焊接领域的一个重要研究方向。

CO2弧焊接是20世纪50年代由英国发明并推广起来的一种高效焊接技术，由于其生产率高、成本低、能耗低、强的抗锈能力及其焊后不需清渣等优点，在低碳钢、低合金钢等黑色金属的焊接中被大量应用。尤其是近几年随着我国国民经济的快速发展，CO2弧焊接在整个焊接生产中的比重已从五年前的8%左右急速上升至目前的25%以上。特别是压力容器和动载荷结构的焊接都亟需高质量的CO2弧焊接技术；在船舶、机车、石油化工、农业机械等领域，CO2弧焊接技术也获得了广泛的应用。随着CO2弧焊接过程及工艺研究水平的不断提高,其必能成为21世纪最重要的焊接方法之一。

2 等离子与CO2电弧复合焊低碳钢的实验

2.1 实验所用设备

本实验旨在进行等离子与CO2电弧复合焊低碳钢的工艺研究。在实验过程中通过改变送粉量、焊接速度以及电流，观察焊接过程并对焊缝进行分析总结，主要设备包括REIS机器人、粉末等离子焊机、CO2气体保护焊机、高速摄像设备等。

2.2 实验所用材料

本实验所选用材料为低碳钢Q235，由于其含碳量低，锰、硅含量较少，所以一般条件下不会因焊接而产生严重硬化或淬火组织。其焊后的接头塑性和冲击韧度良好,焊接时一般不需要预热、控制层间温度和后热,焊后不必通过热处理改善组织,焊接过程不用采取特殊工艺措施，焊接性能优良。但在少数情况下，焊接时也会出现下列情况：

(1)采用老式冶炼方法生产的转炉钢含氮、杂质量较多，冷脆性大，时效敏感性增加，使焊后接头质量降低，焊接性能变差。

(2)沸腾钢脱氧不完全，杂质分布不均，局部地区含量超标，时效及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。

在年龄方面，18～25岁以下33人，占总体的27.3%；26～30岁26人，占总体的21.5%；31～40岁的受访者最多，共计44人，占总体的36.4%；41～50岁13人，占总体的10.7%；51岁以上有5人，占总体的4.1%。

在脊柱一侧加临时固定棒，先截未加固定棒一侧。若截胸椎，要截除肋骨头，从侧面向中间逐渐截除椎体，然后截除椎体前壁，注意保护椎体前方的组织结构。当足够的椎体骨质被去除后，最后截除椎体后壁，在这之前后壁可用于保护后方的硬膜。然后用预弯的临时棒固定截骨侧，移除另一侧的钉棒；用同样的方法截除另一侧的椎体，完全截除椎体和邻近椎间盘后，把钉棒重新固定。先稍松开固定棒的螺钉，缓慢缩小截骨节段上下椎体间隙，然后折弯替换固定的临时棒，逐渐使棒达到预期矫形的角度。椎体间隙的压缩，要在硬膜囊不被皱折的范围内进行。

(3)采用质量有缺陷的焊条，焊缝金属中的碳、硫含量过高，产生裂纹。

通过分析，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的焊接。

(4)某些焊接方法会影响低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影响区的晶粒粗大，引起冲击韧度下降，焊后必须进行晶粒细化的正火处理，以提高冲击韧度。

2.3 实验所用方法

由表2可知，在送粉率、焊接速度、粉末等离子电流及CO2气体保护焊电流不同的情况下，所得熔宽及焊件表面质量各不相同。经分析可得，实验四中，当送粉率为18g/min、焊接速度为4mm/s、等离子电流为100A、CO2气体保护焊电流为160A时，焊件的熔宽最大，为8.84mm,且焊缝成形规则边缘处过渡圆滑边，成形质量美观,表面质量最好；实验九中，当送粉率为24g/min、焊接速度为6mm/s、等离子电流为100A、CO2气体保护焊电流为80A时，焊件的熔宽最小，为4.18mm,且焊缝成形不规则，出现驼峰焊道与咬边等焊接缺陷,表面质量最差。由此可知，得到的最佳实验参数为第四组实验所用的实验参数；取最大熔宽两组实验数据进行比较(即实验四、实验七)可知，焊接速度对焊件的表面质量影响最大；取复合焊接与常规单一粉末等离子焊接或CO2气体保护焊接相比，不仅可以达到焊接工件的目的，且可以进行表面强化处理，例如对焊接件的改性等，均可以通过复合焊接来实现。

3.2.1 等离子粉末堆积实件

2.4 实验过程

本试验选用基体材料为Q235，选取8×50×150mm的试样，用砂纸除去试件表面氧化皮及铁锈，使其露出洁净的金属表面。

2.4.1 制备制件

2.4.2 实验步骤

首先，将集成夹具安装在焊接机器人机械臂，并把等离子粉末焊枪与CO2焊枪固定在集成夹具上，并使两把焊枪下底部高度相适应，然后通过机器人调节两把焊枪相对于工作台的高度，保证焊枪在工作时能够满足引弧；接着把要焊接的工件放在工作台上，此时打开粉末等离子焊机，引出小弧，并打开高速摄像机，调节支架，达到所需高度，并调节高速摄像机的焦距，使图片获得最佳效果。按表1分别调节式样的参数，进行喷焊试验。

用45#钢按表1数据进行粉末等离子堆积与CO2气体保护焊复合焊接，分别记录在不同送粉量、焊接速度、等离子电流以及CO2气体保护焊电流下复合焊接后的工件情况。经分析发现，在上述各因素变量中，随着变量因子的改变，焊接后的工件的表面质量也各不相同。由上述实验得到的试件测得其熔宽如表2所示。

 

表1 实验所用正交实验表

  

编号送粉量(g/min)焊接速度(mm/s)等离子焊机电流(A)CO2焊机电流(A)实验一1248080实验二125100120实验三126120160实验四184100160实验五18512080实验六18680120实验七244120120实验八24580160实验九24610080

3 实验结果分析

由表1知，针对具体的实验情况，本文主要研究不同送粉量、焊接速度、粉末等离子焊机电流、CO2焊机电流对焊件质量的影响，尤其是对焊缝、熔宽以及表面质量等因素的影响。

3.1 复合焊接堆积过程分析

本次实验采用高速摄像机进行每秒2000张的拍照摄像，因而能够清晰地反映在粉末堆积等离子焊中的粉末堆积过程。通过高速摄像机下复合焊接图的分析，可以清晰地看到粉末等离子和CO2气体保护焊复合焊接过程，该过程很好地诠释了复合焊接的机理，同时也为后期的分析整理提供参考。

无锡市水政监察支队一直在“内强素质、外树形象”上下工夫，按照准军事化建设目标，不断延伸“八化”内涵，从人员素质、执法网络、执法保障、编制性质等方面，狠抓队伍能力建设，取得了明显成效。

3.2 等离子与复合焊实件分析

正交表是正交实验中常用的工具，它是一整套规则的设计表格，用符号Ln(tc)表示。其中，L为正交表的代号，n为试验的次数，t为水平数，c为列数，也就是可能安排最多的因素个数。例如L9(34)，它表示需作9次实验，最多可观察4个因素，每个因素均为3水平。一个正交表中各列的水平数也可以不相等，我们称它为混合型正交表，如L8(41×24) ，此表的5列中，有1列为4水平，4列为2水平。根据正交表的数据结构看出，正交表是一个t行c列的表，其中第j列由数码1，2，…，Sj组成，这些数码均出现N/S 次。

本实验首先进行等离子粉末堆积，在送粉速率不变的情况下，其熔宽随着电流的变化而变化，而在实际焊接中，电压随着焊枪与工件的高度的变化而变化，也随电流的变化而变化，但影响熔宽的主要因素为电流。由实验可知，熔宽在实验表中电流作用下的三种情况，分别为第一组7.0mm、第二组8.0mm、第三组7.8mm。根据分析可知，随着电流的增加，焊件的表面质量越来越好。

从上述的研究现状来看，当前现有的飞机数据库虽然在飞机总体设计中覆盖范围广，专业性与技术性较强，在某些方面也达到了很好的效果。但其大多都是本地数据库，只能在开发者附近的小范围内得到应用，虽然此举对于涉密数据的保护有一定的作用，但是使得数据库开发成果的受益范围大大缩小，调取和使用数据的难度大大增加，不利于信息的传递和共享，不利于初学者以及普通大众的使用和学习。

3.2.2 粉末等离子堆积与CO2气体保护焊复合

随着东南亚进入后殖民时代和民族国家的建立，华人移民企业家面临成为“少数民族企业家”的挑战。少数民族企业家从旅居者到定居者到现代民族国家国民的身份转换过程是一个不断地适应环境变化的结果。一方面他们要在市场环境中不断争取商业上的成功，另一方面要新的民族国家之下求得生存和发展的空间。跨界华商企业家在除了新加坡之外的东南亚国家都是少数民族企业家，但其却是东南亚战后国家经济发展的最重要商业力量。Reid研究东南亚华人与中欧犹太人的文章[11]33-75指出，在现代民族国家背景之下，民族主义政策和文化歧视能够影响和改变作为少数族群的犹太与华人企业家的身份认同、适应性策略和同化过程。

由MOR方案模拟的雨滴直径在(123.2°E,42.1°N)随高度的分布和MY方案模拟的雨滴直径在(123.1°E,41.8°N)随高度的分布(图9)可以看出,MOR方案模拟降雨的雨滴直径比MY方案模拟的结果平均大0.5 mm。MOR方案模拟的雨滴直径稳定在1 mm就不再增加,而MY方案模拟的雨滴直径最大能达到1.7 mm。这是因为两方案在雨滴最大直径Dmr_max的定义上存在差异所导致的结果,MOR方案中Dmr_max=1 mm,而MY方案中Dmr_max=5 mm。这一结论与单云鹏等(2014)在对比Morrison方案与WDM6方案在对雨滴直径分析的结论上一致。

 

表2 实验测得熔宽

  

项目熔宽实验一5．20实验二5．50实验三7．00实验四8．84实验五5．88实验六6．32实验七8．24实验八7．58实验九4．18

本实验采用正交实验，当析因设计要求的实验次数太多时，一个非常自然的想法就是从析因设计的水平组合中选择一部分有代表性的水平组合进行试验，因此就出现了分式析因设计。但是对于试验设计知识较少的实际工作者来说，选择适当的分式析因设计还是比较困难的。 例如做一个“三因素三水平”的实验，按全面实验要求，须进行33=27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重复数。若按L9(34)正交表安排实验，只需作9次。如果作为一个七因素三水平的实验，按L18(37)正交表进行18次实验，显然大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。

4 研究成果与结论

本文开展了粉末堆积等离子与CO2气体保护焊接夹具的制作，使这两种原本用途不同的焊接方法结合起来，对不同参数下的焊接件进行研究和分析，并获得了在不同因素下的高速摄像照片。取得了以下主要成果及结论：

(1)研究了复合焊接过程， 首先对粉末堆积等离子焊接与CO2气体保护焊接的特点进行研究分析，在已有专用夹具实验的基础上，考虑在送粉率、焊接速度、粉末等离子电流及CO2气体保护焊电流不同的情况下，所得熔宽及焊件表面质量各不相同。

(2)取最大熔宽两组实验数据进行比较，即由实验四、实验七可知，焊接速度对焊件的表面质量影响最大。

将患者术后伤口感染发生为因变量，体重指数、合并糖尿病、术前化疗、手术时间、术前低蛋白、术后引流管放置时间作为自变量给予不同赋值进行logistic非条件回归分析，结果显示：合并糖尿病、术前化疗、术前低蛋白、手术时间是引起患者术后伤口感染发生的独立危险因素(P<0.05)，见表4与表5。

(3)由高速摄像装置可知，在焊接过程中，CO2气体保护焊首先对低碳钢进行焊接，而后粉末等离子焊对焊缝进行表面强化处理，增加了焊件的表面质量。

参考文献 :

[1] 张红.等离子弧填丝粉末堆焊设备的研究[D].天津：天津大学，2007.

[2] 陈全明.金属材料及强化技术[M]．上海：同济大学出版社，1992.

[3] 柯鼎华.二氧化碳气体保护焊在供水管道上的应用[J]. 科技创新导报, 2008(13)：80-81.