（材料加工工程专业论文）co2气体保护焊短路过渡随机过程建模与仿真.pdf

摘要 摘要 c 0 2 气体保护焊是一种高效、节能的焊接方法，在工业中有着广泛的应用。 进行c 0 2 气体保护焊的过程仿真对于确定合适的工艺规范、分析焊缝成形、预 测焊缝微观组织等，进而获得高质量的焊接效果有着重要意义。 本课题在首先对熔化极气体保护焊电气回路和短路过渡过程确定性数学模 型进行分析后，指出焊接过程受诸多随机因素的影响，有必要用随机过程的方 法来修正确定性模型，初步提出了一个相应的c 0 2 气体保护焊短路过渡随机过 程模型。 然后通过试验采集了七组焊接规范下的焊接电流和电弧电压波形；通过对 焊接电流波形进行非线性拟合，以及对电弧负载的讨论，得到了c 0 2 气体保护 焊短路过渡随机过程模型中的各随机变量的统计特征。 最后，利用随机变量的统计特征进行蒙特卡罗随机模拟仿真，实现短路过 程的焊接电流和电弧电压的数值再现，仿真结果与实际焊接测试结果基本一致， 反映了c 0 2 气体保护焊短路过渡系统的随机特征，证实了所建立的随机过程模 型的合理性和实用性，表明将随机过程理论应用于c 0 2 气体保护焊短路过渡过 程仿真是可行的。 关键词：c 0 2 气体保护焊；短路过渡；随机过程：麟机模拟仿真 a b s t r a c t a b s t r a c t c 0 2 a r cw e l d i n gi sa ni m p o r t a n t w e l d i n g m e t h o dw h i c hh a sa d v a n t a g e so f h i g h e f f i c i e n c ya n dl o we n e r g yc o n s u m p t i o n t h es i m u l a t i o no fc 0 2 a r cw e l d i n g p r o c e s si s o fg r e a ts i g n i f i c a n c ef o rs e l e c t i o no f a p p r o p r i a t ew e l d i n gp a r a m e t e r s ，a n a l y s i so f t h e w e l d ss h a p ea n d p r i d i c t i o no f t h ew e l d s m i c r o s t r u c t u r e i nt h i sp a p e r , t h ee l e c t r i c a lc i r c u i ta n dt h ec e r t a i nm a t h m a t i cm o d e lo fg m a w a r es t u d i e d ，p o i n t i n go u tt h a tc e r t a i nm o d e l ，i nf a c ta f f e c t e db ym a n ys t o c h a s t i cf a c t o r s ， n e e dt ob er e c t i f i e db yt h es t o c h a s t i cm e t h o d a c c o r d i n g l y , as h o r t - c i r c u i tm e t a l t r a n s f e rs t o c h a s t i cm o d e lo fc 0 2a r cw e l d i n g p r o c e s s i sd e v e l o p e d t h r o u g h n o n l i n e a rf i t t i n gf o rw e l d i n gc u r r e n tw a v e f o r ma n da n a l y s i so fa r el o a d ， s t o c h a s t i cv a r i a b l e s s t a t i s t i c a lc h a r a c t e r i s t i e so ft h es h o r t c i r c u i tm e t a lt r a n s f e r s t o c h a s t i cm o d e la r ea c q u i r e d t h er a n d o ms i m u l a t i o ne x p e r i m e n ti sc o n d u c t e db a s e do nt h es h o r t - c i r c u i tm e t a l t r a n s f e rs t o c h a s t i cm o d e lo fc 0 2a r cw e l d i n g p r o c e s sb y m o n t ec a r l oa p p r o a c hi nt h e e n d t h er e s u l t so f t h es i m u l a t i o ns h o w h i g hc o n s i s t a n c y w i t l lt h ep r a c t i c ee x p e r i m e n t t h e r e f o rt h ec o r r e c t n e s sa n dp r a c t i c a b i l i t yo ft h ec 0 2a r cw e l d i n gs h o r t - c i r c u i tm e t a l t r a n s f e rs t o c h a s t i cm o d e lh a v eb e e np r o v e d i ta l s op r o v e st h a ts t o c h a s t i cp r o c e s s t h e o r yc a nb eu s e i nt h e s t u d y o fc 0 2a r c w e l d i n g s h o r t - c i r c u i tm e t a lt r a n s f e r s i m u l a t i o n k e yw o r d s ：c 0 2 f l r c w e l d i n g ，s h o r t - c i r c u i t m e t a l t r a n s f e r , s t o c h a s t i cp r o c e s s ， c o m p u t e r s i m u l a t i o n 1 1 独创性声明 本人声明所呈交的学位论义是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 磅究残暴，涂了文中特剐如以糠注和致谢之处孙，论文中不包含其德人激经发表 或撰霉避憋磷究残采，氇不馥禽麓获褥苤鎏盎鐾或其篷教蠢辊擒瓣学位或证 书而使用邈的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均融在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学鬣论文馋者签名：秭备 签字嚣鬏：州年f 嚣舻磊 学位论文版权使瘸授权书 本学位论文作者完全了解苤洼盘堂有凝保留、使用学位论文的规定。 特授权悉涟盘茎可以将学位论文的全部或都分内容编入有关数据库进行检 索，共采翔影霹、绩印或担臻等复潮手段保存、汇绽毅珙查霾彝疆耀。阉意学菝 自国家鸯必部门或极梅送交论文戆复印件窝磁盘。 ( 保密的学位论文在解磷厝适用本授权说明) 学位论文幸罄者签名：舞蚜霉耀签名： 签字目期：m j 年，月f 口日熬掌曰期 狰l 囡受 2 伽3 年月0 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 开展熔化极气体保护焊建模与仿真的意义 熔化极气体保护焊具有高效灵活的特点，是目前工业中应用最为广泛的焊 接方法之一。熔化极气体保护焊过程是一个极其复杂物理及化学过程，不仅涉 及到电弧物理学、传热学、冶金学，还涉及到力学等多种学科，受多种因素影 响。只有控制好这种种因素，才能获得高质量的焊接结构。 然而，由于理论研究的不足，计算机仿真技术应用于焊接学科之前，在采 用新材料、制订新工艺或设计新型控制方法时，人们只能从有关的手册中查找 出相应的数据并对其进行分析计算。这需要花费大量的时间，而且实际焊接中 的情况、条件是多种多样的，并不仅限于手册中所列出的几种典型情况，这样， 人们为了得到高质量的焊接产品，就不得不在手册参数的指导下再进行多次试 验，方可找到比较合适的焊接工艺参数。这种实物工艺试验成本高、试验周期 长，并且要求技术人员拥有丰富的经验。一般需要进行大量的实物工艺试验以 确定合适的工艺参数。 与此相对比，过程仿真是一种快速并且经济的新型方法。它通过对焊接过 程的热流、金属过渡、电磁现象、接头形态、微观组织进行分析，建立相应数 学和物理模型并仿真，从而加快开发过程并显著减少试验数目。采用计算机 仿真接术。比实际物理模型上的安装、调试、试验等工作量小得多，而且周期 短、耗资少、安全性高，显示出许多优点。可以说计算机仿真是由“经验”走 向定量分析的重要方法。 焊接过程的仿真近年来得到了国际焊接界的高度重视。美国焊接学会在最 近的一份报告中将焊接过程仿真列入了“未来2 0 年焊接技术发展的关键驱动 力”的名单中，并认为焊接过程仿真是应该最优先发展的技术之一。2 0 0 1 年， 日本通产省召集日本国内的主要焊接研究机构，制定并开始实旌了一项为期五 年的“焊接仿真国家工程”，为此投资2 0 亿日元。美国民间一些大型企业和研 究机构近年来也在焊接仿真的研究方面做出重大投资。由于各国的共同努力和 庞大的资金支持，可以预计，在未来几年中，高效可靠的仿真工具即将出现， 第一章绪论 并将极大她摊动高效仡焊接的发展。 1 2 熔化掇气体保护焊建模与仿真的研究现状与发展趋势 迄今为盘，獯对完整懿镑粪模垄遣来窭理，缀楚诲多镑黠海袋鼹帮瑰象夔 数学模黧融经建成，并为开发完整的数值纯彷真系统奠定了良好斡熬础。 目前国内对焊接过程的仿真内容主要集中在熔化极气体保护焊的电弧仿 真。 传统的仿真方法采用窀弧模拟器溯试焊接动态过程，利用奄予技术制造毫 弧模攘嚣，霞其电气毪缝与襄窳夔龟弧稳骰，将运转逛弧模羧器接入辫蔹霞蘧。 直接测鬃焊接回路参数，即弼获得焊接动态过稳的模拟情况【2 l 嘲。 1 9 9 9 年，黄石生等人先厨基于m a t l a b 的s l m u l i n k 工具箱，建立了 c 0 2 气体保护焊短路过渡过稷的计算机仿真系统f 4 】【朝和脉冲m i g 焊勘态过程的 计算枫镑粪系统阍。这两个系统帮是峦三令摸块蠢税缝缀残：菲线懿负载的仿 真模登、骚长变纯静贫囊谈缀、电嚣浑递交嚣鹣傍囊模鳖。这两个蓉统傍真模 型建立了袭征系统本质非线憔的数学模型，能够肖效地表征“弧烨遒变器一负 载”系统的各部分特征，基本可以模拟系统状态变量的动态过程，并且通过实 验表明，建立的仿真模型是潦本正确的。 2 0 0 1 年，天津大学在建立了善透c 0 2 气体爨护建短路过渡避瑕饶粪摸型 的蓄确上，进行了c 0 2 气体缣护弹短路过渡进耩波形控制的计算梳傍粪，首次 将计算机仿真系统用于短路过渡控制方面的研究1 7 l 。结合了实际中的控制思路 与方法，用m a t l a b 建立了波控系统的仿真模型。对其进行仿真研究，制定 了两种控制方案。仿真结果妫臻求基本相符。 嚣矮瓣肄续遘程豹绩囊不蔽包括缛接圈路壤瞎弩，还涉及簧熬、穗霞、熔 滴受力隋况等方面的分析。 1 9 9 4 年，m r i c h a r d s o n 婶人对在脉冲式熔化极气体保护焊条件下焊接电源 特性对焊艘熔化的影响进行丁建模1 8 1 。t p q u i n n 游人针对短路过渡，建立了 个焊丝 睾长蹙变讫翦一维横黧网。 1 9 9 7 年，k 。l m o o r e 等人冀雩熔证裰气俸保护洚貔动态行秃逮嚣了竣免全嚣、 完整的瑷论分析，建立了包括；焊接熔滴过渡过程的电特性方程、烯丝干伸长 度和熔化率方程、熔滴体积方程和熔滴脱落判掇、熔滴受力情况方程等在内的 第一章绪论 诸多方程组成的熔化极气体保护焊过程数学模型【】。 2 0 0 1 年，j h c h i o 等人考虑了表面张力及电磁力因素后，建立了对熔化极 气体保护焊进行系统描述的数学模型，并且对短路过渡条件下和自由过渡条件 下的熔化极气体保护焊的动态行为进行了仿真】。 所有以上这些数学模型虽然可以大致描述焊接动态过程的特征，仿真的结 果也基本上符合焊接过程的规律，但是这些数学模型中，各方程的参数都是通 过在某一特定条件下( 电流、电压、保护气氛等) ，多次测试获得的经验数据， 这些经验数据没有通用性，不利于建立广泛通用的仿真系统。 对于焊接过程非线性负载电弧的描述基本上都是静态的，不适合于 c 0 2 气体保护焊这样一种动态的、变化复杂的系统。 而且，由于以上的系统模型都建立在较为理想的假设之下，很多方面被大 大地简化，没有考虑诸多如；电弧非线性负载的变化、熔滴过渡、焊丝熔化速 率等随机因素的影响。 然而，熔化极气体保护焊，特别是c 0 2 气体保护电弧焊过程的不稳定性是 众所周知的，在焊接电流不变的情况下，其他焊接规范的稳定区域是比较狭窄 的。即使在焊接规范不变的稳定焊接状态下，其特征参数仍然存在随机性和 分散性，反映了焊接过程的高度非线性。因此，已经不能使用简单的数学模型 来完整描述整个复杂的焊接过程。 正是由于有众多因素的影响，结果使得熔化极气体保护焊过程表现出明显 的统计分散性，或者说熔化极气体保护焊过程是非确定性过程，是一个与时间 相关的随机过程。因此，运用随机过程理论来研究它的性质也就是顺理成章的 事了。就研究方法而言，这是已有的建模与仿真研究尚未涉及的领域。而且， 随机控制理论在c 0 2 气体保护焊的应用必将为c 0 2 气体保护焊中控制飞溅、优 化工艺参数、提高焊接质量提供新的手段。 1 3 本文的主要研究内容 c 0 2 气体保护焊是一种低成本自动化或半自动化的高效节能的焊接方法。 c 0 2 气体保护焊所使用的气体和焊丝，价格便宜，来源广泛。在使用粗焊丝、 大电流焊接时，它具有较大的焊丝熔化系数，母材的熔深也很大，在焊接时可 以不开坡口或开小坡口。另外，使用该方法基本上没有熔渣，焊后不需要清渣， 第一章绪论 而节省了许多工时。使用小电流焊接时，实现短路过渡方式，电弧对工件是间 断加热，电弧稳定、热量集中、焊接线能量小，适合焊接薄板，同时焊接变形 也小，基本上可以省去焊后校正的工序。c 0 2 气体保护焊是一种低氢焊接方法， 焊缝中的含氢量极低，所以在焊接低合金钢时，不易产生冷裂缝，也不易产生 气孔【13 1 。 但是，迄今为止始终不能从根本上解决c 0 2 焊接飞溅大、成形差的缺点。 究其原因，主要是对焊接过程各状态参数间的相互制约和内在联系始终没有找 到一个好的描述方法。对反映焊接过程状态的各特征参数的分析和描述是局部 的、且相互间没有联系。 为了解决提高引弧成功率、减小焊接飞溅、改进过程稳定性、控制焊缝成 形以及降低操作技术要求等问题，在c 0 2 气体保护焊系统中发展了模拟负载反 馈、电子电抗器、复合外特性和焊接电流波形控制等实用技术f 1 4 】嘲f 16 】。这 些技术全是针对短路过渡型c 0 2 电弧焊系统存在的本质非线性而采取的有效 对策。但是，实际中定量分析该系统的本质非线性造成的影响常常是非常困难 的，一方面由于实际焊接熔化过程的不均匀性，另一方面因为弧焊电源传递函 数的多样性。用一个准确的数学模型描述就很困难，计算也十分复杂【3 】。因此有 必要探寻新的有效工具，对包含弧焊逆变器的短路过渡型c 0 2 电弧焊系统进行 定量动态研究。 本课题在充分对c 0 2 气体保护焊短路过渡随机过程的分析后，建立c 0 2 气体保护焊短路过渡的随机过程模型，并进行仿真，首次通过随机过程的方法， 更加深入、全面地反映c 0 2 气体保护焊过渡系统的特征。 将随机过程的理论应用于c 0 2 气体保护焊过程建模与仿真是一次全新的 尝试。在通过大量实验掌握充分的焊接过程数据的基础上，本课题拟从c 0 2 气体保护焊电弧的电流及电压信号出发，用非线性数据拟合方法估计c 0 2 气体 保护焊电信号的参数分布规律；用随机过程理论和方法建立随机模型，估计模 型中的有关随机变量的统计特征；从统计特征参量上探讨不同焊接规范下焊接 过程的差异；最后对c 0 2 气体保护焊熔滴短路过渡过程进行随机模拟仿真，实 现焊接短路过程的焊接电流和电弧电压的数值再现。 第二章c 0 2 气体保护焊短路过渡髓机过程模型分析 第= 章c o ：气体保护焊短路过渡随机过程模型分析 2 1 随橇过程籀介【辖1 2 1 1 确定系统与攀确定系缝 当系统的结构和参数是确定的、已知的，作用于系统的输入信号( 镪括扰 动) 墩怒确定的，霹跌鼹数学分辑或匿表碳甥表零，这秽系统就是磷定饿系统。 强系凌本身或俸矮予该系绫豹菇号舂零礁宠、模期、举穗实、不滚楚l l 重， 则系统就是不确定系统。 鑫然赛的运渤甄律，默及辩备静运动瑗窳敬鼹测数撵，一般霹分势确定性 匏翻藩确定往浆秘糖类型。缓绽器静运动熬缀复杂豹，经寤是确定性j 建羧秘不 确邂性过程同对存在，真正的确定性过程域系统是没有的。 2 j 。2 系统孛苓辘宠嚣素戆产熊 1 ) 随机输入信号，系统的实际输入信号舆商不确定性，或者在理想的输入信 号中炎袋簿杂敖信号。 2 ) 麓辊撬动，霞缀多系统麓输入输密中，除了希望豹信譬羚，常襻鸯不希望 的扰动，他们总具有随机性质。 3 ) 隧掇黪系统姆性，系统零襄瓣特性不确定，或者在不弱时阕上是越抵波动 豹。 2 1 3 不确定因素的数学描述 不确定性因索的数学描述般采用檄率统计模型，这怒由于萁菜些锻重要 的健矮可以由一些统计平均缀采寝示，诸如均德、方差、樱关函数、协方差函 数餐麓。虽然蠲这整统诗瓣毯攘逑莛来劳不憝乎密豹、耪确熬，毽楚程系统分 拼酾研究中，它们却很实鞠，能带来狠大方便。 第二章c 0 2 气体保护焊短黯过渡黻搬过程模型分析 2 1 4 隧毫陲过程 随机现象的单个时间函数，称为样本函数。可能产生的全部样本函数的集 合就称为随机过程。其数学定义为：随机过瑕悬一组随机变爨( 向量) 茸( ) ，t t ，其中笼参数集，t 豢为跨阕。 当t = ，j ；k = ，一l ，0 ，l ， ，或t ： k ；k = 0 ，l ，2 ， ，磁就是当f 为可列黛时，则随机过程 x ( f ) ，tet ) 为离散时间随机过程，或随机时间序列； 也可简称为随机序列。 当t = f ；一 t 0 ，y ，o 。参数芦决定密度蠡数的括发，是一 个标凄蕊数，芦毽越小，分奄越集孛；参数y 刘熬翔形状参鼗静终藤，r 越大， 概率密泼越大。 将雕从小到大排序，并按随机变量分布概率的中位秩估计公式计髀其累积 概率只即： f ：喜竖 4 3 ) n + 0 。4 式中，卢1 2 n ，为序列的序号，为样本数。然后将值描绘在威布尔 概率纸w p p ( w e i b u t lp r o b a b i l i t yp l o t ) p 2 4 1 。结暴如下图所示： 第四章c 0 2 气体保护焊短路过渡过程随机变量的统计特征 j 。- ： ， 参| | | 簇 佰41 矿1 扩 m ( 黼 国4 - 4 浑熊干律长度毫阻的藏稚尔概率鹜( w p p ) 在威布尔概率图上，如果数据图大体上沿一条直线分布，则该列数据可以 用二参数威布尔模型建模。图4 - 4 中，除个别的点外，数据点沿一条赢线分布。 线淫撂会麓褥到方程： y 鼍蠢精。嚣= 1 3 7 4 5 7 x + 5 。2 9 7 2 拟合的效果可以用相关系数，进行衡量。如果x ，y 为两个样本则它们 的相关系数定义为： ，= 踹，式中，( ) 表承内积，t 1 1 1 删瞄钉。 褒薹乏，令蘩会麦线上鼹数攥耪癸霜舞蘸个缮零，经遘诗篓褥窭，魏叛会 直线和随机变量分布的栩关系数为r = 0 ，9 5 7 9 4 ，说明群随枧变慧蕊本上适合 用威布尔模型建模。并且，w 以通过拟合直线方程估算出【2 4 】： 芦= ? 【- ( 丑m ) 】= 0 ，0 2 1 2 y = 1 。3 7 4 5 7 为了潮明实际分布与瑷论分蠢兹一致健，还疲遴符统计捡验，簸终簧验证 实测数据是否真正符合威布尔分布。一般采用非参数检验，这里采用柯尔莫洛 夫一斯米尔洛夫( k o l m o g o r o vs m o m o v ) 检验方法。即k s 检验方法 2 6 l 。 k s 检验的基本思想是观察数值的累积频零分布与理论值的累积频率分布 之阕鲍麓冀，选取最大懿蓑簸韬舞叠。，羞热。大手貉赛蓬臻，烈认秀理论 和实际肖茬著差异：若玩。小于穗界值玟，则不能认为理论与实际卷显著差 异。 耋焉0 2 第嚣露c 0 2 气体傻l 护辫短路过渡潞疆黼桃变璧斡统计特征 撅多xo + 0 2 t 2 ，；= 1 。3 7 4 5 7 攸天公式( 4 - 2 ) 诗箨理论篷戆累积鞭率分毒， 然腊可以求得样本的累积频举分布与理论值的累积频率分布之间的娥大藏值 妇k 。* o 0 1 4 ，当显麓水平口“o 0 1 时，查k o l m o g o m v 统计爨的极限分布袭得， 童= 1 6 3 ，鞭孩稳器蕊为； 臻：喜：兽：0 0 9 6 4 。0 芝二y 0 2 s 6 蔟巾，y 表示菜一取 j 耋时瓣频数。霆藏点产0 0 1 4 d e = 0 。0 9 6 4 ，波糕艘寿 把搬认为焊丝千仲长度电臌雕的分布服从多= 0 ，0 2 1 2 ，；= 1 3 7 4 5 7 的威布尔分 毒。 按照双主介绥褥方法辩七缀辫接亵薅下慕粲到瓣霹接瘫滤露惑冁惫压荣号 处理厨，进行威布尔分布攒缀拟合，获得捧熬干伸长度电飘值的蒇稚尔分布 模测黪数如下表所示 裹毒t 辫熊午弹长痊邀陵稳袋露粼凳毒搂蘩参数 浮接y = a x + b 尹 蛰y 编号 ab l5 。2 9 7 2l 。3 7 4 5 70 + 9 5 7 9 4o 0 2 1 2l 。3 7 4 5 7 26 5 9 9 3 31 7 7 8 9 40 9 9 5 2 2o 0 2 4 51 7 7 8 9 4 37 童7 3 2 41 8 3 8 7 40 9 9 3 5 90 0 1 7 2l 。8 3 8 彳4 【 f 46 + 7 9 7 3 51 6 9 7 7 80 9 9 6 9 6 0 ，0 l 喜2 6 9 7 7 8 l 56 。8 8 6 0 8l 。6 9 9 30 ，8 9 2 l0 + 0 1 7 4 l ，6 9 9 3 66 7 1 5 11 7 2 4 9 1 0 9 9 5 3 90 0 2 0 41 7 2 4 9 1 77 ，? 7 6 垒2l 。器3 2 59 9 5 1 9e 鸯1 4 4l 。8 3 2 5 戳上的羧台精采中，棚必系数基本上耨大予0 9 5 ，缀过k - s 稳验，结鬃表 明w 以接鼹埠丝干 孛长度电嫩谯的概率分布宰謦食威布尔模型分稚。 4 , 2 ，2 燃弧酴段电阻 缀捺蔗二章嚣攥孤除段泡瀑受载电蓬懿讨渔缝粟，公式( 2 - 2 0 ) 瞧添受鼗 邀蕊为： u 。( f ) = u ：+ i 目( t ) r ； 第删章c 0 2 气体保护焊短路过渡过程随机变量的统计特征 美予奄嚣懂逐部分暖懿敬傻参照文献f 搦，u z = 1 9 ，8 v 。鼹浚，燃弧狳段电 阻群可以通过如下公式求取： = 掣产 e 4 4 ， 图4 一s 蹩在辫羧参数免：魄流7 0 a ，焊竣电压2 1 v 辩，燃弧阶段魄隧样随 时间变化的曲线及其分布直方圈。从图中可见，燃弧阶段电阻变化剧烈，在 0 , 0 2 0 。1 2 q 之阗震荡。壹方嚣中毒难一懿酶篷终魏分毒孛心，蔻靠遥嚣迭，分 布的数量越少，类似于正态分稚模型的概率密度分布状态。下面进行材的正态 分布拟含优度检验。 a 燃程汝鞭毫隧波澎b 努蠢妻方黧 图4 - 5 燃弧阶段电阻波形及其分布直方圈 歪态獠攀圈是一穗健疆凑分布豹累积瓤窭每委态交豢荚系为妻绞鹣壤率标 绘的图示技术，怒评估统计模戮对数据是前适台的一种方法。通过图示可以把 数掇表示为一张清晰的图像，对假定模型的检验尤其有用。若假定的模溅是正 确戆，戴檬绘豹缝莱接遥条篷绫 2 3 1 。- f 黧穗绘熬是燃弧除羧电隧豹歪恋壤 率阁。 第四章c 0 2 气体保护焊短路过渡过程随机变量的统计特征 n o r m a lp r o b a b i l i t yp l o t 图4 - 6 燃弧阶段电阻彤的正态概率分布 图中，离散的十字描绘的是燃弧阶段电阻群的分布，虚线是拟合的理论上 正态分布。标绘的结果基本上是一条直线，并且，通过显著水平a - - - 0 0 1 时的 k - s 检验。这说明了可以接受燃弧阶段电阻的分布模型为正态分布。 对所有焊接规范下燃弧阶段电阻雕进行正态分布拟合，得到的统计特征。 表4 - 3 燃弧阶段电阻雕的统计特征 焊接编号均值w ( r o )标准差一。变异系数妒。 10 0 5 9 9 6o 0 1 80 3 0 0 2 20 0 5 3 5 70 0 1 6 3 50 3 0 5 2 l 30 0 5 6 9 2o 0 1 9 3 60 3 4 0 1 3 40 0 4 5 5 40 0 1 6 3 50 3 5 9 0 3 50 0 4 1 8 90 0 1 4 6 50 3 4 9 7 3 60 0 4 0 70 0 1 5 4 30 3 7 9 1 2 70 0 3 6 5 20 0 1 5 9 30 4 3 6 2 对比不同焊接规范下燃弧阶段电阻硝的均值和变异系数，从图4 7 可见， 燃弧阶段电阻r ：的均值有随着焊接电流的增大而减小的趋势，变异系数有增大 的趋势。符合焊接电流增大，最小稳态电流增大的实际情况。 第四章c 0 2 气体保护焊短路过渡过程随机变量的统计特征 。7 。6 一 弘 k 。 x00 4 、 孰。 队。 0 1 1234567 w e l dn o 0 5 0 4 ， 0 - 3 。， 0 z 0 1 n l234567 w e l dn o a 均值比较b 变异系数比较 图4 7 不同焊接规范下燃弧阶段电阻雕均值与变异系数的比较 4 2 3 拟合的各随机变量统计特征 下面以焊接规范为：电流9 0 a ，电压2 2 v ( 焊接编号3 ) 的情况下拟合出 的各随机变量( 见表4 - 1 ) 为例。进行随机变量的统计特征分析。这里我们讨 论多次( 次数多于3 0 次) 短路过渡最大稳态电流瞄、最小稳态电流，二、短路 期间时间常