CN119457377A 铌材料工件的焊接加工控制方法及装置 （和超高装(中山)科技有限公司）

本发明公开一种铌材料工件的焊接加工控物理场作用下进行预热处理和高频振荡磁场调向的均匀化控制，有效抑制了大角度晶界的形2在铌材料工件的焊接接头处施加主磁场，并在所述主磁场基础对所述焊接接头处的晶粒进行预定取向排列；列特征的准稳态组织结构，所述准稳态组织结构包括低能量亚晶界网络和蜂窝状位错结按照预定变化率调节所述主磁场强度和所述第一振荡声场频率，监测所述准稳态组织结构的转变参数，根据所述转变参数调节所述对转变后的组织施加预设频率的脉冲磁场和低频声振的复合作将铌材料工件固定于焊接平台，所述铌材料工件的焊接接通过调节所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈的电流波形，使所通过第三电磁线圈在所述焊接接头处产生导向磁场，所述导向磁场的在所述交叉磁场作用下，以2_5℃/min的升温速率将所述焊接接头处加热至1000_1200在所述导向磁场和所述高频振荡磁场的共同作用下，保持所述预述焊接接头处的晶粒内部产生规则排列的位错阵列；逐步降低所述预设温度至600℃,降温速率为1_2℃/min，同时保持所述高频振荡磁场3调节所述主磁场、所述脉冲磁场和所述第一振荡声采用电子束进行焊接，控制所述前熔池区温度为2300_2400℃,所述中熔池区温度为2100_2200℃,所述后熔池区温度为1900_2000℃,所述焊接接头处的凝固速率控制在8_在所述后熔池区引入频率为25_30kHz的第二振荡声场，所述第在所述焊接接头处布置环形传感器阵列，所述传感器阵列由根据所述能量分布数据，调节所述主磁场与所述脉冲磁场的相位差通过同步调节所述主磁场、所述脉冲磁场和所述第一振荡声场的能量在所述准稳态组织结构形成后，将所述主磁场强度以0.02T/min的变化率降低至初始按照30s周期交替改变所述第三振荡声场的相位，相位变化范围为0_峰值强度为所述主磁场当前强度的30%，在所述第三脉冲磁场作用下对所述准稳态组织结准稳态组织结构的转变参数，根据所述转变参数调节所述主磁场和所述脉冲磁场的强度，4采用同步辐射X射线衍射装置对所述准稳态组织结构进行在线监测，获取所述准稳态基于所述晶面间距和晶向指数计算取向分布函数值，当所述取向分布函数值大于0.8通过声发射传感器采集所述准稳态组织结构的声发射信号，对所述所述脉冲磁场的频率提升至500Hz，直至所述准稳态组织结构的背散射电子衍射图谱中晶粒取向差小于25o。在转变后的组织中施加频率为200_300Hz的第四脉冲磁场，所述第四脉冲磁场的方向在所述第四脉冲磁场作用的间隙期间，向所述焊接接头处引入频率为1将所述第四脉冲磁场的频率每隔180s提高50Hz，同时将所在所述焊接接头处叠加频率为400_500Hz的第五脉冲磁场，所述第五脉冲磁场的方向调节所述第四脉冲磁场与所述第五脉冲磁场的相位差在0_π范围内周期性变化，变化9.一种铌材料工件的焊接加工控制系统，其特征在所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述铌材工控制系统执行如权利要求1_8中任意一项所述的铌材料工件的焊接加工控制方法的步5时受到强烈散射，严重影响超导性能的稳定性。特别是在2开尔文以下的极低温工作环境对转变后的组织施加预设频率的脉冲磁场和低频声振的复合作6在所述导向磁场和所述高频振荡磁场的共同作用下，保持所述预设温度15分钟，使所述焊接接头处的晶粒内部产生规则排列的位错逐步降低所述预设温度至600℃,降温速率为1_2℃/min，同时保持所述高频振荡为2100_2200℃,所述后熔池区温度为1900_2000℃,所述焊接接头处的凝固速率控制在8_为所述第一振荡声场的振幅的1.5倍，通过所述第二振荡声场与所述第一振荡声场的共振7通过同步调节所述主磁场、所述脉冲磁场和所述第一振荡声场的能量输入比例，在所述准稳态组织结构形成后，将所述主磁场强度以0.02T/min的变化率降低至引入与所述主磁场方向垂直的第三脉冲磁场，所述第三脉冲磁场的频率为200_采用同步辐射X射线衍射装置对所述准稳态组织结构进行在线监测，获取所述准时将所述脉冲磁场的频率提升至500Hz，直至所述准稳态组织结构的背散射电子衍射图谱中晶粒取向差小于25°。[0012]可选的，所述对转变后的组织施加预设频率的脉冲磁场在转变后的组织中施加频率为200_300Hz的第四脉冲磁场，所述第四脉冲磁场的8在所述焊接接头处叠加频率为400_500Hz的第五脉冲磁场，所述第五脉冲磁场的调节所述第四脉冲磁场与所述第五脉冲磁场的相位差在0_π范围内周期性变化，工控制系统执行上述的铌材料工件的焊接加工控制[0014]本发明提出的铌材料工件焊接加工控制方案通过构建复合物理场环境来精确调具有链状_网格排列特征的组织形态。这种准稳态组织包含低能量亚晶界网络和蜂窝状位理场来诱导其定向转变，成功避免了传统焊接中铌原子自发形核长大导致的取向杂乱问9[0024]本申请一实施例提供一种铌材料工件的焊接加工控制方法。图1为本申请一实施于焊接平台，所述铌材料工件的焊接接头处位于第一电磁线圈和第二电磁线圈的作用区为18_22kHz的第一振荡声场；通过调节所述第一电磁线圈和所述第二电磁线圈的电流波[0027]第一电磁线圈通入直流电流产生0.3_0.5T的主磁场。主磁场的方向由磁感线确够对熔池中的铌原子施加周期性的电磁力，这种力的作用有助于打破铌原子的自发聚集，号通过光电耦合器实现电气隔离，并采用数字锁相环技术确保产生的磁场相位精确可控。者在时间和空间上形成有序的能量输入序列，从而在熔池区域形成稳定的复合物理场环头处加热至1000_1200℃的预设温度，使所述焊接接头处的晶粒内部形成规则排列的位错的方向与所述导向磁场的方向平行；在所述导向磁场和所述高频振荡磁场的共同作用下，从而在晶粒内部形成规则排列的位错阵列。形成具有链状_网格排列特征的准稳态组织结构，所述准稳态组织结构包括低能量亚晶界述脉冲磁场和所述第一振荡声场的相位关系，使所述复合物理场的能量分布保持稳定状用电子束进行焊接，控制所述前熔池区温度为2300_2400℃,所述中熔池区温度为2100_2200℃,所述后熔池区温度为1900_2000℃,所述焊接接头处的凝固速率控制在8_10mm/s范所述第一振荡声场的振幅的1.5倍，通过所述第二振荡声场与所述第一振荡声场的共振作[0046]采用电子束焊接时，电子束加速电压设定为60kV，焊接电流控制在45_50mA范围[0052]环形传感器阵列采集的数据通过16路同步采样系统进行采集，采样频率设置为个磁场的叠加效应最有利于维持场强分布的稳定性。具体的调节过程采用梯度下降算法，点的能量密度差异不超过10%。这种精确的能量分布控制对于保证焊接过程中晶粒生长的控直流电源以0.02T/min的变化率降低主磁场强度。这个变化率的选择基于铌材料晶粒响数信号发生器将第一振荡声场的频率按线性规律提高至25kHz。频率的线性提升确保了声述主磁场强度以0.02T/min的速率降低；通过声发射传感器采集所述准稳态组织结构的声的频率提升至500Hz，直至所述准稳态组织结构的背散射电子衍射图谱中晶粒取向差小于25°。[0063]对于体心立方结构的铌材料，主要关注{110}、{200}和{211}三个晶面族的衍射准稳态组织中的晶粒已经形成了明显的取向趋势，此时以0.02T/min的速率降低主磁场强[0064]同时，在焊接接头周围均匀布置6个声发射传感器，传感器的频率响应范围为[0065]当这三个频谱特征峰的强度比值达到3:2:1时，表明准稳态组织正在进行有序的[0066]请继续参阅图1，对转变后的组织施加预设频率的脉冲磁场和低频声振的复合作选择是基于铌晶体的弹性各向异性特性，在该角度下磁场诱导的应力最有利于晶界的细率范围能够有效激发晶界振动而不会导致整体结续这个过程直到透射电镜观察到焊接接头处的晶界平均宽度小于100nm。晶界宽度的测量测和反馈控制系统保持驻波的节点位置固定不变，这对于维持晶界结构的稳定性至关重[0077]下面从硬件处理的角度对本发明实施例中铌材料工件的焊接加工控制系统进行[0078]图2是本发明实施例提供的一种铌材料工件的焊接加工控制系统的结构示意图，该铌材料工件的焊接加工控制系统300可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包可以设置为与存储介质330通信，在铌材料工件的焊接加工控制系统300上执行存储介质