CN115673613A - 一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制装置、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制装置、系统及方法，考虑大型钛合金板类构件的外形特点，对焊接后的大型钛合金板类构件进行焊接残余应力的调控，减少大型钛合金板类构件焊接制造过程中产生的焊接残余应力，降低钛合金板类构件的变形，提升大型钛合金板类构件的形状保持能力。所述控制装置，包括：由下至上依次设置在板类构件表面上的激励器，变幅构件，套筒构件以及调节杆构件，所述装置还包括固定构件，用于吸附于所述钛合金板类构件的表面。

Description

一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制装置、系统及 方法

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺制造技术领域，特别是涉及一种大型钛合金板类构件焊接残余应力的控制装置、系统及方法。

背景技术

残余应力对钛合金材料加工制造变形及疲劳等有重要影响。钛合金具有导热率低的特点。由于该材料的工件在焊接过程中会出现较大的热输入量，因为致使大型(例如：尺寸的厚度大于15mm，长度大于1m)钛合金板类构件在焊接制造过程中因局部温度高、温度梯度大而产生严重的焊接残余应力分布不均或应力集中，导致大型钛合金板类构件产生较大焊接变形和开裂，严重影响该钛合金板类构件未来的服役质量与安全性。进一步来说，大型钛合金板类构件在焊接过程中产生的焊缝热影响部位的焊接残余应力相较小型板类构件更加集中，且应力分布状态较为复杂。

因此，需要在大型钛合金材料板类构件焊接制造过程中解决焊接残余应力较大且分布不均的问题，以控制大型钛合金板类构件焊接变形程度，提高大型钛合金板类焊接构件的形状保持能力，从而提升大型钛合金板类构件的服役安全性与稳定性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制装置、系统及方法，考虑大型钛合金板类构件的外形特点，对焊接后的大型钛合金板类构件进行焊接残余应力的调控，减少大型钛合金板类构件焊接制造过程中产生的焊接残余应力，降低钛合金板类构件的变形，提升大型钛合金板类构件的形状保持能力。

本申请实施例的第一方面，提供了一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制装置，包括：套筒构件，其一端用于套设于激励器以与所述激励器固定连接，其另一端设置有螺纹孔；调节杆构件，其包括笔直的调节螺纹杆、调节柄和调节螺纹套，其中，所述调节柄固定设置于所述调节螺纹杆的一端，所述调节螺纹杆的另一端与所述套筒构件的螺纹孔连接，所述调节螺纹套与所述调节螺纹杆螺纹连接，所述调节螺纹套能够与所述调节螺纹杆相对于彼此转动；以及固定构件，其包括：第一杆、第二杆和吸盘构件，其中，所述第一杆的一端固定于所述调节螺纹套，所述第一杆的另一端与所述第二杆连接，并且所述第一杆垂直于所述第二杆，所述吸盘构件与第二杆的端部连接，所述吸盘构件用于吸附于所述钛合金板类构件的表面。其中，钛合金板类构件尺寸的厚度大于15mm，长度大于1m。

通过设置相互垂直的第一杆和第二杆以及吸附在钛合金板类构件表面的吸盘构件，能够将控制装置稳定地固定在钛合金板类构件上，从而便于后续将激励器和变幅构件固定在钛合金板类构件；

通过调节螺纹套与所述调节螺纹杆的螺纹连接，使得通过调节调节螺纹杆的旋转来实现激励器的角度的改变，通过调节螺纹杆相对于调节螺纹套的位置的改变实现在上下方向上调节激励器的位置；

通过使套筒构件能够使激励器和变幅构件压紧在钛合金板类构件上，使其与钛合金板类构件紧密接触，由此能够根据参与应力的位置和大小方便地调节控制装置在钛合金板类构件的位置和角度，更好地对钛合金板类构件内部的焊接残余应力进行调控，进而减少因残余应力引起的钛合金板类构件的变形。

在一种可能的实现方式中，所述吸盘构件包括：定位板，固定于所述定位板上的吸盘以及与所述吸盘连接的真空泵，其中，所述定位板固定于所述第二杆的端部，所述吸盘位于所述定位板朝向所述钛合金板类构件的表面，所述真空泵用于抽取所述吸盘与所述钛合金板类构件的表面构成的空间内的空气。

通过设置在定位板上的吸盘吸附在钛合金板类构件的表面，能够将控制装置以平行于钛合金板类构件的方式固定在钛合金板类构件的表面，防止在控制过程中控制装置相对于板类构件的表面移位或倾斜或松动，提供稳定的控制环境，进而更好地控制焊接残余应力。

在一种可能的实现方式中，所述定位板为三角形，所述吸盘包括三个，其分别通过螺纹杆和螺母固定于所述定位板的三个角上。

通过上述设置，能够以简单的方式将吸盘固定在定位板上，并且固定构件能够稳定地将控制装置的变幅构件以垂直于钛合金板类构件的表面的方式固定，进而使控制装置在控制过程中更为稳定。

在一种可能的实现方式中，所述第一杆包括：所述第一杆包括：第一螺纹杆、第一凸起和与所述第一螺纹杆连接的第一螺母，其中，所述第一螺纹杆的一端固定于所述调节螺纹套上，所述第一螺纹杆的另一端设置有第一凸起，所述第一凸起为多边棱柱形；所述第二杆包括：第二螺纹杆、第二凸起和与所述第二螺纹杆连接的第二螺母，其中，所述第二螺纹杆的一端设置有第二凸起，所述第二螺纹杆的另一端通过螺纹套与所述吸盘构件可旋转地连接，所述第二凸起为多边棱柱形，所述第二螺母和所述第一螺母相互固定连接，进而将所述第一杆和所述第二杆相互垂直地连接。

通过上述第一凸起和第二凸起，能够便于将第一螺母和第二螺母分别拧紧在第一螺纹杆和第二螺纹杆上；

通过设置在第一螺纹杆上的第一螺母和设置在第二螺纹杆上的第二螺母，使得第一螺纹杆能够相对于第一螺母旋转和平移，第二螺纹杆能够对于第二螺母旋转；第一螺母和第二螺母的连接使得第一螺纹杆和第二螺纹杆能够相对于彼此旋转和平移；进而带动调节杆构件和套筒构件相对于第二杆的第二螺纹杆的旋转和平移，使激励器能够相对于第二杆旋转和平移，即在垂直于第一杆并平行于第二杆的平面旋转，从而进一步调节激励器的位置，扩大对激励器位置的调节范围，使激励器能够适应于各种类型的钛合金板类构件；

此外，螺纹套能够提高螺纹连接的强度，更好地起到对吸盘构件与第二螺纹杆相互连接的支撑作用。

在一种可能的实现方式中，所述调节柄为六角头螺栓。

通过上述设置，能够便于调节调节杆构件的角度，从而能够进一步调节套筒构件和固定在其上的激励器的角度。

在一种可能的实现方式中，还包括：风扇装置，所述风扇装置设置在所述激励器侧面，面向所述激励器。

通过上述设置，能够对激励器进行降温，从而保证激励器可以正常工作，确保调控过程持续正常进行。

在一种可能的实现方式中，还包括：耦合片，所述耦合片为透声橡胶材料，其用于设置于变幅构件和所述钛合金板类构件之间，所述变幅构件与所述激励器连接，位于所述激励器和所述钛合金板类构件之间。

通过上述设置，在进行焊接残余应力控制时，使用透声橡胶材料耦合，从而超声波可以无损耗地通过，进而无损失地垂直入射至钛合金板类构件，进而提高激励器对钛合金板类构件焊接残余应力的调节效果。

本申请实施例的第二方面，提供了一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制系统，包括：如本申请实施例第一方面提供的控制装置以及：激励器，其一端朝向所述钛合金板类构件，其另一端背离所述钛合金板类构件；变幅构件，其设置于所述激励器朝向所述钛合金板类构件一端，用于与所述钛合金板类构件接触；超声电源，其与所述激励器连接；计算设备和应力检测装置，所述计算设备包括工控机，其与所述超声电源和所述应力检测装置连接，用于根据所述应力检测装置的检测结果控制所述超声电源。

本申请实施例的第三方面，提供了一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制方法，其利用本申请第二方面提供的钛合金板类构件的焊接残余应力的控制系统进行，所述方法包括：对所述钛合金板类构件进行焊接残余应力的第一检测，获得第一检测结果；根据第一检测结果，确定所述控制装置的第一控制参数，并使用所述第一控制参数对所述钛合金板类构件的焊接残余应力进行控制；对所述钛合金板类构件进行焊接残余应力的第二检测，获得第二检测结果；当所述第二检测结果超过预设值时，根据所述第二检测结果确定第二控制参数，并使用所述第二控制参数对所述钛合金板类构件的焊接残余应力进行控制。

根据第一检测结果调整控制装置的参数，使其输出合适的工作频率与功率，进而驱动换能器输出合适的中心频率，以确定第一控制参数，根据第一控制参数控制激励器对钛合金板类构件内的焊接残余应力进行调控，达到控制因焊接残余应力引起的板类构件焊接变形的效果，从而提高大型钛合金板类构件的服役安全性与稳定性。在第一调节后，根据第二检测结果确定第二控制参数，从而对板类焊接构件进行第二调节。由此，可以通过对板类焊接构件的多次调控，提高激励器对板类构件内的焊接残余应力的调节效果，更有效地减小因焊接残余应力引起的板类构件的焊接变形。

本申请实施例的第四方面，提供了一种计算设备，包括处理器与存储器，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令当被所述处理器执行时使得所述处理器执行本申请第三方面提供的所述的方法。

附图说明

下面参照附图来进一步说明本申请的各个技术特征和它们之间的关系。附图为示例性的，一些技术特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所属技术领域中惯用的且对于理解和实现本申请并非必不可少的技术特征，或是额外示出了对于理解和实现本申请并非必不可少的技术特征，也就是说，附图所示的各个技术特征的组合并不用于限制本申请。另外，在本申请全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：

图1为本申请实施例提供的带有激励器、变幅杆以及钛合金板类构件的控制装置的立体结构示意图；

图2为图1所示控制系统在钛合金板类构件上的整体布局示意图；

图3为图1所示的控制系统在A-A方向的剖示图；

图4为图1中所示的控制装置在B-B方向的剖示图；

图5为吸盘的结构示意图；

图6为真空泵的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的控制方法的流程图；

图8是本申请实施例提供的计算设备的结构示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。

<钛合金板类构件的焊接残余应力的控制系统>

本申请实施例的第一方面，提供了一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制系统，用于对焊接后的大型钛合金板类构件进行焊接残余应力的调控，减少大型钛合金板类构件焊接制造过程中产生的焊接残余应力，降低钛合金板类构件的变形，提升大型钛合金板类构件的形状保持能力。

如图1和图2所示，本申请实施例提供的控制系统包括：控制装置1、变幅构件13、激励器12、超声电源17，计算设备16和应力检测装置。所述控制装置1包括套筒构件11、调节杆构件10以及用于将控制装置1固定在钛合金板类构件15的表面上的固定构件。变幅构件13、激励器12、套筒构件11以及调节杆构件10相对于钛合金板类构件15的板面由下至上依次设置。所述超声电源17与所述激励器12连接；所述计算设备16包括工控机，其与所述超声电源17和所述应力检测装置连接，用于根据所述应力检测装置的检测结果控制所述超声电源17。与变幅构件13类似，固定构件的吸盘5吸附在钛合金板类构件15的表面上(图1为了清楚起见，并未将吸盘5绘制在钛合金板类构件15的表面上，但吸盘5在作用时是能吸附在钛合金板类构件15的表面上的)，从而将控制装置1固定在钛合金板类构件15的表面上。

激励器12用于发出超声波。变幅构件13用于将激励器12发出的高能超声波聚能以及隔热，进而更有效地将激励器12发出高能超声波传递至钛合金板类焊接构件15内部。变幅构件13可以为变幅杆。调节杆构件10与套筒构件11通过螺纹相互可调节地连接，进而压紧位于其下方的高能声束激励器12，使得高能声束激励器12及其下端变幅构件13与钛合金板类焊接构件15靠近焊缝的母材部分的表面(即靠近热影响区的位置)紧密贴合，从而更好地达到焊接残余应力调控的目的。固定构件与调节杆构件10固定连接，用于将控制装置1固定在钛合金板类构件15的表面上。应力检测装置用于检测钛合金板类构件的应力，计算设备16用于根据应力检测装置的检测结果控制超声电源17和所述应力检测装置，进而实现对钛合金板类构件的应力控制。

如图1所示，激励器12具有朝向所述钛合金板类构件15的一端和背离所述钛合金板类构件15的一端。变幅构件13设置于所述激励器12的朝向所述钛合金板类构件15一端，其中，变幅构件13和激励器12例如可以通过焊接的方式固定在一起，或者可以通过螺钉固定在一起，本申请对此不做限制。套筒构件11套设于所述激励器12背离所述钛合金板类构件15的一端，并与所述激励器12固定连接，其中，如图3所示，套筒构件11可以为在圆筒，圆筒一端敞开用于与激励器12连接，圆筒的另一端开设有螺纹孔，用于与调节杆构件10连接。套筒构件也可以是阶梯法兰盘构件。圆筒的所述一端可以通过焊接的方式套设在激励器12背离所述钛合金板类构件15的一端周围，或者，可以在圆筒的侧壁上设置螺纹孔，利用与螺纹孔螺纹连接的顶丝拧入螺纹孔并与激励器的侧壁抵接，进而将激励器“夹持”在套筒构件内。

如图1和图3所示，所述调节杆构件10包括笔直的第三螺纹杆10.1、与第三螺纹杆10.1螺纹连接的第三螺母10.2和与所述第三螺纹杆10.1的一端连接的六角头螺栓10.3，所述调节螺纹套10.2与所述调节螺纹杆10.1相对于彼此转动，所述第三螺纹杆10.1的另一端与套筒构件11螺纹连接。

在一些实施例中，调节杆构件10构件的与所述第三螺纹杆10.1的一端连接的还可以是T形调节柄或矩形、三角形调节柄。

如图1和图4所示，固定构件包括：第一杆2-1、第二杆2-2和吸盘构件。其中，所述第一杆2-1的一端固定于所述调节螺纹套10.2，所述第一杆2-1的另一端与所述第二杆2-2连接，并且所述第一杆2-1垂直于所述第二杆2-2，所述吸盘构件与第二杆2-2的端部连接，所述吸盘构件用于吸附于所述钛合金板类构件15的表面。

通过设置相互垂直的第一杆2-1和第二杆2-2以及吸附在钛合金板类构件15表面的吸盘构件，能够将控制装置稳定地固定在钛合金板类构件15上，从而便于后续将激励器12和变幅构件13固定在钛合金板类构件15；通过第三螺母10.2与所述第三螺纹杆10.1的螺纹连接，使得通过第三螺纹杆10.1的旋转(参见图中箭头)来实现激励器12的角度的改变，使得第三螺纹杆能够在XY平面内旋转；通过第三螺纹杆10.1相对于第三螺母10.2的位置的改变实现在上下方向(Z方向)上调节激励器12的位置；通过使套筒构件11能够使激励器12和变幅构件13压紧在钛合金板类构件15上，使其与钛合金板类构件紧密接触，由此能够根据参与应力的位置和大小方便地调节控制装置在钛合金板类构件的位置和角度，更好地对钛合金板类构件内部的焊接残余应力进行调控，进而减少因残余应力引起的钛合金板类构件的变形。

具体地，如图1所示，第一杆2-1可以包括第一螺纹杆2-11、第一凸起2-13和与所述第一螺纹杆2-11螺纹连接的第一螺母2-12，其中，所述第一螺纹杆2-11的一端固定于所述调节杆构件10的第三螺母10.2上，所述第一螺纹杆2-11的另一端设置有第一凸起2-13，便于拧紧第一螺纹杆2-11的第一螺母2-12。如图4所示，第二杆2-2包括：第二螺纹杆2-21、第二凸起2-23和与所述第二螺纹杆2-21螺纹连接的第二螺母2-22，所述第二螺纹杆2-21的一端设置有第二凸起2-23，便于拧紧第二螺纹杆2-21的第二螺母2-22，所述第二螺纹杆2-21的另一端通过螺纹套与所述吸盘构件可旋转地连接，所述第二螺母2-22和所述第一螺母2-12相互固定连接(例如通过焊接固定在一起)，进而将所述第一杆2-1和所述第二杆2-2相互垂直地连接。

通过上述第一凸起2-13和第二凸起2-23，能够便于将第一螺母2-12和第二螺母2-22分别拧紧在第一螺纹杆2-11和第二螺纹杆2-21上；通过设置在第一螺纹杆2-11上的第一螺母2-12和设置在第二螺纹杆2-21上的第二螺母2-22，使得第一螺纹杆2-11能够相对于第一螺母2-12旋转(参见图中箭头)和平移，第二螺纹杆2-21能够对于第二螺母2-22旋转(参见图中箭头)；第一螺母2-12和第二螺母2-22的连接使得第一螺纹杆2-11和第二螺纹杆2-21能够相对于彼此旋转和平移；进而带动调节杆构件10和套筒构件11相对于第二杆2-2的第二螺纹杆2-21的旋转和平移，使激励器12能够相对于第二杆2-2旋转和平移，即在垂直于第一杆2-1并平行于第二杆2-2的平面旋转(即在平行于ZY的平面旋转)，从而进一步调节激励器12的位置，扩大对激励器12位置的调节范围，使控制装置1能够固定于各种类型的钛合金板类构件15，从而提升应力控制的效果；此外，螺纹套9能够提高螺纹连接的强度，更好地起到对吸盘构件与第二螺纹杆2-21相互连接的支撑作用。

可选地，如图1和4所示，第一杆2-1和第二杆2-2的第一螺母2-12和第二螺母2-22可以分别通过固定六角螺母2-3而固定在第一螺纹杆2-11和第二螺纹杆2-21上。固定六角螺母2-3分别通过螺纹拧合在第一螺母2-12和第二螺母2-22轴向方向的两端，在第一螺母2-12和第二螺母2-22的轴向两端处夹紧第一螺母2-12和第二螺母2-22，进而将第一螺母2-12和第二螺母2-22固定在所需位置。使得将控制装置紧固在钛合金板类构件的表明上。

如图1所示，在固定控制装置1时，将带有变幅构件13的激励器固定在控制装置1的套筒构件11上，然后将控制装置1放置在焊缝两侧附近的母材部分(即靠近热影响区的位置)附近处，将吸盘构件吸附在钛合金板类构件15的表面上，根据待测位置旋转第一杆的第一螺纹杆和第二杆的第二螺纹杆，进而将变幅构件13放置在待测位置处，向钛合金板类构件15拧合调节杆构件10，从而将激励器12和变幅构件13压紧在钛合金板类构件15上。

如图1所示，所述吸盘构件可以包括：平行于所述钛合金板类构件15的表面的定位板7，固定于所述定位板7上的至少一个吸盘5以及与所述吸盘5连接的真空泵8。其中，所述定位板7可以为三角形的板构件，在其中央位置处固定于所述第二杆2-2的第二螺纹杆2-21的端部。例如，如图4所示，可以在述定位板7上设置螺纹孔，在第二杆2-2的第二螺纹杆2-21的与所述定位板连接的一端设置螺纹套9，通过螺纹套9与定位板7上设置的螺纹孔的旋合将定位板7固定在第二杆2-2的第二螺纹杆2-21的端部。所述吸盘5位于所述定位板7朝向所述钛合金板类构件15的表面。例如，吸盘5可以为3个，吸盘5可以通过螺纹杆51和螺母6固定于所述定位板7的三个角上，或者，也可以直接将吸盘5焊接在定位板7上。具体地，如图4所示，吸盘5的顶部(背离钛合金板类构件15的一端)设置有螺纹杆51，定位板7上设置有与吸盘5的螺纹杆配合的螺纹孔和螺母6，将吸盘5的螺纹杆51穿过螺纹孔再通过螺母6将其固定在定位板7上。如图6所示，真空泵8与吸盘5分别连接，用于抽取所述吸盘5与所述钛合金板类构件15的表面构成的空间内的空气，进而将吸盘5吸附在定位板7上。可以根据吸盘5的数量布置相应个数的真空泵8，用于产生和维持吸盘5与所述钛合金板类构件15的表面构成的空间的真空环境。每个吸盘5上设置有子气管，真空泵8设置有的主气管，主气管与真空吸盘5的小气管通过12转8的多向分流气阀相接，保证吸盘5内具有一定的真空度。由上，通过真空泵8与吸盘5的连接的气管，可维持吸盘5内真空环境，使得吸盘5能够正常工作，并且使得吸盘5并联安装运行。

在一些实施例中，如图1所示，控制装置1还包括：风扇装置14，所述风扇装置14设置在所述激励器12侧面，面向所述激励器12，用于对激励器12进行降温。从而保证激励器12可以正常工作，确保控制过程持续正常进行。

在一些实施例中，控制装置1还可以包括：耦合装置，所述耦装置用于设置于所述变幅构件13和所述钛合金板类构件15之间。其中，耦合装置包括透声橡胶(例如硅橡胶)材料制成的薄片，其尺寸大小可以与粘贴表面吻合，优选为0.3-0.5mm厚，其可耐高温400℃。使用时，透声橡胶贴覆在变幅构件底端及激励器发射端，并且应用浓度95％以上酒精将变幅构件底端及激励器发射端清理干净，待干燥后再将橡胶平整的贴覆。

在一些实施例中，如图2所示，控制系统包括多个，每个激励器12对应设置有一个超声电源17。每个控制装置1阵列式布置在焊缝两侧附近的母材部分(即靠近热影响区的位置)，计算设备16控制多个超声电源17工作，超声电源17通过无线的方式接收工控机16发出的控制指令，实现超声电源17的对应通道的工作频率、功率、作用时间的控制，超声电源17提供相应频率的电信号，将电信号输出至对应的激励器12，激励器12将电能转换成相应频率与功率的机械振动(超声波)，并通过变幅构件13发射到接触的钛合金板类焊接构件15内。

<钛合金板类构件的焊接残余应力的控制方法>

本申请实施例的第二方面，提供了一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制方法(以下简称控制方法)，其使用本申请实施例的第一方面提供的钛合金板类构件的焊接残余应力的控制装置来执行。如图7所示，本申请实施例提供的控制方法包括以下步骤：

步骤S1：布置钛合金板类焊接构件15。

在步骤S1中，将钛合金板类焊接构件15放置在相应的焊接残余应力检测与调控的平台上。

步骤S2：进行第一检测，获得第一检测结果。

在步骤S2中，可以通过应力检测设备对钛合金板类焊接构件15进行第一检测，以检测钛合金板类构件15内的焊接残余应力，获得第一检测结果。第一检测结果中可以包括钛合金板类构件15内焊接残余应力的大小及分布趋势等信息。

步骤S3：根据第一检测获得的第一检测结果确定第一控制参数。

第一控制参数可以包括工作频率、功率、作用时间等信息。在步骤S3中，确定第一控制参数可以根据实验或经验获得。例如，当焊接残余应力分布较为集中并大于安全容限(残余应力数值大于或等于1/3被试钛合金材料屈服强度)时，则应对相关部位或区域进行应力调控。对于焊接残余应力数值较大及分布较集中的构件，应使用频率较大(例如20kHz-40kHz频率)的激励器，使用的激励器频率越大，调控工作时的能量就越大且越集中。对于钛合金构件来说，若检测到的焊接残余应力数值很大且分布非常集中，则应对焊接残余应力集中区域加大调控力度，即增大调控功率(例如150W-200W)或加长调控作用时间(例如120min-240min)，由此可对相应的焊接残余应力较为集中的部位进行围剿式消减和均化。

步骤S4：利用第一控制参数进行第一调节。

在步骤S4中，固定装置通过相互垂直设置的第一杆2-1和第二杆2-2，利用固定装置的吸盘5，将控制装置整体吸附固定在钛合金板类焊接构件15上，通过调节杆构件10的六角头螺栓的自由转动，使得激励器12及变幅构件13与钛合金板类焊接构件15靠近焊缝的母材部分的表面位置(即靠近热影响区部位)紧密接触。根据第一控制参数控制激励器12发出超声波对钛合金板类焊接构件15进行第一调节。

由此，可以根据第一检测结果确定第一控制参数，根据第一控制参数控制高能声束激励器12对钛合金板类焊接构件15内的焊接残余应力进行调控，达到控制因焊接残余应力引起的钛合金板类构件15焊接变形的目的。

步骤S5：进行第二检测，获得第二检测结果。

在步骤S5中，第一调节后对钛合金板类焊接构件15进行第二检测，以检测钛合金板类构件15内的焊接残余应力，获得第二检测结果，根据第二检测结果可以确定第一调节后钛合金板类构件15内焊接残余应力的大小及分布趋势等信息。

步骤S6：判断第二检测结果是否大于目标值

在步骤S6中，判断第二检测结果是否大于目标值，具体的，可以判断焊接残余应力的值是否大于目标值，和/或判断焊接残余应力的分布趋势的均匀程度是否大于目标值。如果第二检测结果小于目标值，则说明大型钛合金板类构件15内的焊接残余应力的大小及分布趋势符合要求，不需要再次对钛合金板类构件15内的焊接残余应力进行调节。如果第二检测结果大于等于目标值，则说明钛合金板类构件15内的焊接残余应力的大小及分布趋势不符合要求，需要再次对钛合金板类构件15内的焊接残余应力进行调节。

当所述第二检测结果超过预设值时，执行步骤S7：根据第二检测结果确定第二控制参数。

在步骤S7中，根据第二检测结果确定高能声束激励器12的第二控制参数，第二控制参数可以包括工作频率、功率、振幅、作用时间等信息。其中，根据第二检测结果确定高能声束激励器12的第二控制参数的步骤S3的描述。

步骤S8：根据第二控制参数进行第二调节。

在步骤S8中，根据第二控制参数控制高能声束激励器12发出高能超声波对钛合金板类焊接构件15进行第二调节。第二调节后，再次回到步骤S5，再次对钛合金板类构件15内的焊接残余应力进行检测。

由上，可以在第一调节后，根据第二检测结果确定第二控制参数，从而对钛合金板类焊接构件15进行第二调节。由此可以通过对钛合金板类焊接构件15的多次调节，提高高能声束激励器12对大型钛合金板类构件15内的焊接残余应力的调控效果，达到控制因焊接残余应力引起的钛合金板类构件15焊接变形的效果。

本申请实施例的第三方面，提供了一种计算设备，包括处理器与存储器，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令当被所述处理器执行时使得所述处理器执行本申请实施里第二方面所述的方法。

提供了图8是本申请实施例提供的一种计算设备19的结构性示意性图。该计算设备19包括：处理器20、存储器21、通信接口22。

应理解，图8所示的计算设备19中的通信接口22可以用于与其他设备之间进行通信。

其中，该处理器20可以与存储器21连接。该存储器21可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器21可以是处理器20内部的存储单元，也可以是与处理器20独立的外部存储单元，还可以是包括处理器20内部的存储单元和与处理器20独立的外部存储单元的部件。

应理解，在本申请实施例中，该处理器20可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器20还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器20也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器20采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案。

该存储器21可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器20提供指令和数据。处理器20的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器20还可以存储设备类型的信息。

在计算设备19运行时，所述处理器20执行所述存储器21中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。

应理解，根据本申请实施例的计算设备19可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备19中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备19(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器20执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。

本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

除非另有定义，本申请全文所使用的所有技术和科学术语与本申请所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本申请全文中所说明的含义或者根据本申请全文中记载的内容得出的含义为准。另外，本说明中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在本申请全文中使用的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解的是，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。

在本申请全文中，所涉及的表示步骤的标号，如S1、S2……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。

在本申请的全文中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的结构要素或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述技术特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它技术特征、整体、步骤或部件及其组群。

可以理解，本领域技术人员可以将本申请全文中提到的一个或多个实施例中提到的特征，以任何适当的方式与其他实施例中的特征进行组合来实施本申请。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请的技术构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本申请的保护范畴。

Claims (10)

1.一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制装置，其特征在于，包括：

套筒构件(11)，其一端用于套设于激励器(12)以与所述激励器(12)固定连接，其另一端设置有螺纹孔；

调节杆构件(10)，其包括笔直的调节螺纹杆(10.1)、调节柄(10.3)和调节螺纹套(10.2)，其中，所述调节柄(10.3)固定设置于所述调节螺纹杆(10.1)的一端，所述调节螺纹杆(10.1)的另一端与所述套筒构件(11)的螺纹孔连接，所述调节螺纹套(10.2)与所述调节螺纹杆(10.1)螺纹连接，从而所述调节螺纹套(10.2)能够与所述调节螺纹杆(10.1)相对于彼此转动；以及

固定构件，其包括：第一杆(2-1)、第二杆(2-2)和吸盘构件，其中，所述第一杆(2-1)的一端固定于所述调节螺纹套(10.2)，所述第一杆(2-1)的另一端与所述第二杆(2-2)连接，并且所述第一杆(2-1)垂直于所述第二杆(2-2)，所述吸盘构件与第二杆(2-2)的端部连接，所述吸盘构件用于吸附于所述钛合金板类构件(15)的表面。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述吸盘构件包括：定位板(7)，固定于所述定位板(7)上的吸盘(5)以及与所述吸盘(5)连接的真空泵(8)，其中，所述定位板(7)固定于所述第二杆(2-2)的端部，所述吸盘(5)位于所述定位板(7)朝向所述钛合金板类构件(15)的表面，所述真空泵(8)用于抽取所述吸盘(5)与所述钛合金板类构件(15)的表面构成的空间内的空气。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述定位板(7)为三角形，所述吸盘(5)包括三个，其分别通过螺纹杆和螺母固定于所述定位板(7)的三个角上。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一杆(2-1)包括：第一螺纹杆(2-11)、第一凸起(2-13)和与所述第一螺纹杆(2-11)连接的第一螺母(2-12)，其中，所述第一螺纹杆(2-11)的一端固定于所述调节螺纹套(10.2)上，所述第一螺纹杆(2-11)的另一端设置有第一凸起(2-13)，所述第一凸起(2-13)为多边棱柱形；

所述第二杆(2-2)包括：第二螺纹杆(2-21)、第二凸起(2-23)和与所述第二螺纹杆(2-21)连接的第二螺母(2-22)，其中，所述第二螺纹杆(2-21)的一端设置有第二凸起(2-23)，所述第二螺纹杆(2-21)的另一端通过螺纹套(9)与所述吸盘构件可转动地连接，所述第二凸起(2-23)为多边棱柱形，

所述第二螺母(2-22)和所述第一螺母(2-12)相互固定连接，进而将所述第一杆(2-1)和所述第二杆(2-2)相互垂直地连接。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述调节柄(10.3)为六角头螺栓。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：风扇装置(14)，所述风扇装置(14)设置在所述激励器(12)侧面，面向所述激励器(12)。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，还包括：耦合片，所述耦合片为透声橡胶材料，其用于设置于变幅构件(13)和所述钛合金板类构件(15)之间，所述变幅构件(13)与所述激励器(12)连接，位于所述激励器(12)和所述钛合金板类构件(15)之间。

8.一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制系统，其特征在于，包括：如权利要求1-7中任一项所述的控制装置以及：激励器(12)，其一端朝向所述钛合金板类构件(15)，其另一端背离所述钛合金板类构件(15)；

变幅构件(13)，其设置于所述激励器(12)朝向所述钛合金板类构件(15)一端，用于与所述钛合金板类构件(15)接触；

超声电源(17)，其与所述激励器(12)连接；

计算设备(16)和应力检测装置，所述计算设备(16)包括工控机，其与所述超声电源(17)和所述应力检测装置连接，用于根据所述应力检测装置的检测结果控制所述超声电源(17)。

9.一种钛合金板类构件的焊接残余应力的控制方法，其特征在于，利用如权利要求8所述的钛合金板类构件的焊接残余应力的控制系统进行，所述方法包括：

对所述钛合金板类构件进行焊接残余应力的第一检测，获得第一检测结果；

根据第一检测结果，确定所述控制装置的第一控制参数，并使用所述第一控制参数对所述钛合金板类构件的焊接残余应力进行控制；

对所述钛合金板类构件进行焊接残余应力的第二检测，获得第二检测结果；

当所述第二检测结果超过预设值时，根据所述第二检测结果确定第二控制参数，并使用所述第二控制参数对所述钛合金板类构件的焊接残余应力进行控制。

10.一种计算设备，其特征在于，包括处理器与存储器，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令当被所述处理器执行时使得所述处理器执行权利要求9所述的方法。

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