[发明专利]一种消除焊接残余应力的智能控制系统及方法

说明书

本发明涉及焊接残余应力消除技术领域，更确切的是涉及一种消除焊接残余应力的智能控制系统，包括控制端和执行端；控制端包括依次连接的上位机系统、信号发生器和功率放大器；执行端包括电磁激振器和X射线衍射仪，其中，X射线衍射仪与上位机系统连接，上位机系统用于根据X射线衍射仪的残余应力检测结果，通过信号发生器和功率放大器对电磁激振器的高频振动冲击参数进行调节。通过本发明的技术方案，不仅能够通过局部高频振动冲击消除残余应力，还能够根据残余应力水平确定振动冲击参数，取得最佳的残余应力消除效果。本发明还请求保护一种消除焊接残余应力的智能控制方法。

技术领域

本发明涉及焊接残余应力消除技术领域，更确切的是涉及一种消除焊接残余应力的智能控制系统及方法。

背景技术

由于焊接过程中存在不均匀的温度变化和金属相变，不可避免地在焊接热影响区产生残余应力，焊接残余应力将会导致焊接结构微裂缝，直接威胁焊接结构的服役可靠性，引起的焊接变形显著影响焊接结构的尺寸精度，因此，如何改善和消除焊接残余应力成为提高焊接结构性能的关键。

目前，热处理、锤击法或喷丸法等方法残余应力消除效果难以保证，而且设备复杂、能耗高、随机性强。为了更好的解决上述问题，高频振动冲击技术得以广泛应用，其通过对工件施以冲击振动式高频载荷调控残余应力，具有设备简单、节能环保和高效节时等特点。

然而，由于高频激振器驱动能力有限，对焊接构件进行整体激振难以保证残余应力消除效果；高频振动冲击参数的设置主要依靠经验和试错法，无法根据残余应力大小调整参数来实现对焊接构件实施充分且安全的振动冲击处理。因此寻求一种既满足消除残余应力的需要，又避免过度冲击造成疲劳损伤风险的消除焊接残余应力的方式成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种消除焊接残余应力的智能控制系统及方法，使其更具有实用性。

发明内容

针对现有技术上的不足，本发明提供了一种用于消除焊接残余应力的智能控制系统及方法，不仅能够通过局部高频振动冲击消除残余应力，还能够根据残余应力水平确定振动冲击参数，取得最佳的残余应力消除效果。

本发明的技术方案为：

一种消除焊接残余应力的智能控制系统，包括控制端和执行端；所述控制端包括依次连接的上位机系统、信号发生器和功率放大器；所述执行端包括电磁激振器和X射线衍射仪，其中，所述X射线衍射仪与所述上位机系统连接，所述上位机系统用于根据所述X射线衍射仪的残余应力检测结果，通过所述信号发生器和功率放大器对所述电磁激振器的高频振动冲击参数进行调节。

进一步地，所述电磁激振器和X射线衍射仪固定于箱体内，二者顶部超出所述箱体顶部，且二者相对于所述箱体底部高度独立可调节设置；

其中，所述箱体设置于底部框架上，且所述箱体在第一动力装置的作用下沿所述底部框架的横向边框移动，所述底部框架在第二动力装置的作用下沿纵向设置的轨道移动，所述电磁激振器和X射线衍射仪的高度调节动力装置、第一动力装置和第二动力装置均与所述上位机系统连接。

进一步地，所述电磁激振器和X射线衍射仪的高度调节动力装置、第一动力装置和第二动力装置均包括伺服电机与丝杆组件。

进一步地，所述X射线衍射仪底部与所述箱体底面之间设置有滑道，所述滑道平行于所述横向边框设置，所述X射线衍射仪在第三动力装置的作用下沿所述滑道移动。

进一步地，所述第三动力装置包括伺服电机与丝杆组件。

进一步地，所述电磁激振器顶部设置有高频振动能量放大装置，所述高频振动能量放大装置包括圆形的顶板和底板，以及对二者圆心进行连接的连杆，所述底板固定于所述电磁激振器的激振台面上；