文档介绍：计算机辅助设计在焊接材料中的应用1
李兴志李建国
(内蒙古工业大学材料科学与工程学院,呼和浩特 010062)

摘要:叙述了计算机辅助设计在焊接材料中的发展及应用概况,重点阐述在焊条药皮配方设计中
的应用。
关键词:计算机辅助设计焊条药皮
Application of CAD in the welding material
Abstract: the current development and application of CAD in the welding material, CAD used in the
electrode coat designing.
Key words: CAD; electrode coating
焊接材料是决定焊接质量的关键因素,、工艺
性能和焊接成本部有重要的影响。焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂等,而焊条在我国的焊接材料
中产量最大,所占比例也最大,且近年来还会有很大市场,因此,焊条的研究与开发还有重要的
意义。
焊条研究中,焊条的药皮配方设计是焊条生产的核心环节,传统的焊条药皮配方设计是根据
焊接材料的设计方法“经验法”和“单因子轮换法”。在设计试验时,是按照设计者的的意愿安排
的。这种试验设计因为缺乏科学性,难以建立焊接材料性能与其组分之间的高精度数学模型,也
难以找出焊条药皮配方的最优配方。而计算机辅助设计((Computer Aided Design,简称 CAD)是以计
算机为主要手段,辅助设计者完成设计工作的建立、修改、分析和优化,输出信息全过程的综合
性技术。WMCAD(weld material CAD)以及其他类似软件就是为了克服传统焊条药皮配方设计上
的缺陷而把计算机辅助设计引用到焊接材料设计中的,它使焊接材料的设计实现了由定性到定量、
由经验到科学的发展。
1、 WMCAD 的现状及应用
的现状
WMCAD 是天津大学在 1990 年综合运用试验优化技术、数理统计、最优化技术、计算机技术
开发的软件包,在设计焊接材料时,具有定量化、最优化、周期短、成本低、设计质量高等特点。
此软件已经取得成功的应用。它的工作流程大体上分为四个步骤:
1) 选择或建立数学模型:即根据对焊接材料性能的要求,利用试验优化技术设计试验方案
经试验实施取得数据,再通过数理统计技术建立最优数学模型。所建立的数学模型需要正确反映
考察因子对焊接材料性能的影响规律。
2) 解析数学模型,求解最优配方:即根据建立的数学模型,定量分析各因子对焊接材料性
能的影响规律,从而求解最优配方。
3) 审查研究:即检查优化的配方是否满足要求,若不满足要求,则调整优化参数重新优化,
直至获得满意结果为止。
4) 试验验证和实施:对求出的最优配方进行试验验证,若试验结果与优化结果相符合,则

1作者简介:李兴志:(1976—),男,山东茌平人,硕士研究生

将配方投入生产。否则,对试验结果与优化结果之间的误差进行分析,解决造成不符合精度要求
的原因,直至满足要求为止。
其他焊接材料的计算机辅助设计的现状