本发明属于声、磁信号应用，具体来说涉及的是一种可快速无损实现焊接应力的无损调控技术。
背景技术：
1、焊接应力是影响甚至决定焊接结构服役安全的重要因素之一，因而探讨可实现焊接残余应力评价的方法对焊接结构及其装备服役安全与质量的保障就显得极为重要。然而，随着资源能源的日益紧缺，仅是对焊接接头残余应力进行评价并不能解决当下这一问题，即如何由应力评价转为应力“控制+评价”。基于此，实现应力调控(控制+评价)不仅是保证焊接结构服役安全的关键，更是延长其服役寿命和解决能源资源浪费的有效方法。
2、当前，焊接应力调控的技术方法主要集中在如下三方面：①焊接工艺的优化；②焊接新装备及新方法的研发；③焊接新材料的研发。上述方法虽在一定程度上实现了焊接应力的控制，但仍存在较明显的问题，即焊接过程特点之一——冷却速度快引起组织的定向凝固进而诱发的应力很难消除，同时上述过程不仅需要重复大量实验，而且受焊接过程中随机因素的影响，难以实现焊接应力的预期控制。因而，如何在焊接过程中通过改变其组织的生长特点，进而实现焊接应力的控制成为本领域亟需解决的问题。
3、焊接应力的评价技术可分为无损法与有损法两大类。有损法是在破坏焊接结构或其装备整体使用性能基础上实现应力评价的一类方法，如小孔法，该类方法虽可实现应力的评价，但存在如下问题：①不能实现现场、快速、在线应用；②评价结果为小样本抽查结果。无损法是在保证焊接结构或其装备整体使用性能基础上实现应力的评价，如磁学法、声学法、光学法、射线法等。对比而言，声学法对待检测试样表面质量及其形状等要求较高；光学法对检测环境要求极高；射线法的危害性程度较高，且设备价格昂贵。这也是导致上述方法在焊接残余应力评价中应用受局限的主要原因。
4、金属磁记忆技术是磁学法中的一种，具有检测效率高、操作方便安全、适于现场检测、便于实现机械化检测及可实现在线检测等优点，且设备价格便宜，便于携带。超声振动是功率超声的一种，它是通过超声波能量改变物性某些状态的一种技术方法，具有方便、可控和易于施加等优点。由此可知，将超声振动和金属磁记忆评价应力技术相结合便能显示出两者的优点。基于此，中国专利申请公布号为cn113667972a、名称为“一种基于声/磁场快速调控激光熔覆层应力的方法”的文献中公开的方法，基于金属磁记忆技术和超声冲击技术综合实现激光熔覆层应力无损、快速、在线调控，通过改变超声冲击参数得到不同形变的激光熔覆层试样，结合力学标定实验采集不同应力状态时激光熔覆层金属磁记忆信号，建立金属磁记忆信号斜率与激光熔覆层应力间的关系函数式，得到拟合系数与超声冲击覆盖率的关系函数，最终获得的是超声冲击覆盖率。但该方法存在的问题是：由于采集的是各应力时激光熔覆层的金属磁记忆信号，该金属磁记忆信号属于弱磁信号，该弱磁信号受到材质、缺陷种类、表面光洁度、外磁场以及其他诸多因素的干扰，只能检测到大致的部位，无法定性定量检测，因此，当以该金属磁记忆信号为参考量时，必然影响后续的计算结果，导致最终控制结果的精度不高。
技术实现思路
1、本发明针对当前焊接应力调控技术方法存在的问题及不足，提出一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，将超声振动实现焊接组织的改变和应力的控制与金属磁记忆评价焊接应力相融合，形成应力的闭环调控，保证金属磁记忆评价焊接应力结果的精度。
2、为实现上述目的，本发明一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法采用的技术方案是：
3、步骤1)：依次采集施加不同超声振幅的多个焊接接头试样的焊缝的金属磁记忆信号，拟合得到不同超声振幅的多个焊接接头试样的焊缝的各金属磁记忆信号斜率k′，将不施加超声振动时的金属磁记忆信号的斜率定为基准斜率k0；
4、步骤2)：计算各金属磁记忆信号斜率k′与基准斜率k0的差值h′，拟合得到斜率差值h′与超声振幅的对应关系式；
5、步骤3)：依据室温金属材料静载拉伸标准制备标准拉伸试样，对标准拉伸试样逐级加载并采集金属磁记忆信号，拟合得到各加载的应力σ下标准拉伸试样的金属磁记忆信号斜率k″′，分别计算出所述的斜率k″′与标准拉伸试样在未加载时的金属磁记忆信号斜率的差值h″′，建立所述的斜率的差值h″′与所述的应力σ的对应定量关系式为h″′＝c″′·σ，c″′为标准拉伸试样在不同超声振幅时的多个标定的拟合系数，建立标准拉伸试样在不同超声振幅时的多个标定的拟合系数c″′与超声振幅对应的定量关系式：
6、步骤4)：采用与所述的焊接接头试样相同的金属磁记忆信号激发参数和采集参数，采集待调控焊接接头的金属磁记忆信号并拟合得到实际调控斜率k调，计算实际调控斜率k调与所述的基准斜率k0的差值h调，基于步骤2)中所述的斜率差值h′与超声振幅的对应关系式得到实际调控的超声振幅z调，基于步骤3)中所述的多个标定的拟合系数c″′与超声振幅对应的定量关系式得到对应的实际调控的拟合系数c调；
7、步骤5)：计算所述的实际调控的拟合系数c调与所述的多个标定的拟合系数c″′的差值，以误差绝对值最小的一个标定的拟合系数c″′对应的超声振幅且在未加载时的焊接接头试样的金属磁记忆信号为参考信号，拟合得到该参考信号斜率
8、步骤6)：计算所述的实际调控斜率k调与所述的参考信号斜率的差值h，基于步骤3)中所述的斜率差值h″′与所述的应力σ的对应定量关系式得到其应力值，实现焊接应力的无损调控。
9、本发明采用上述技术方案后的优点是：
10、1、本发明首先通过控制超声振动能量改变焊接过程中组织形式和应力状态，其次通过金属磁记忆技术对其实际应力进行评价，最后根据施加超声振动的焊接接头实际应力为后期应力调控提供依据和基础。
11、本发明与所述的专利申请公布号为cn113667972a中提供的方法相比的主要创新有：
12、(1)专利申请公布号为cn113667972a中提供的方法建立的是金属磁记忆信号斜率与应力间的关系；而本发明建立的是金属磁记忆信号斜率的差值与超声振幅的对应关系；
13、(2)专利申请公布号为cn113667972a中提供的方法建立的是拟合系数与超声冲击覆盖率的关系函数，本发明建立的是多个拟合系数与超声振幅对应的定量关系；
14、(3)专利申请公布号为cn113667972a中提供的方法是根据金属磁记忆信号斜率的差值大小计算所需的超声冲击覆盖率，而本发明根据金属磁记忆信号斜率与选取的参考信号斜率的差值计算得到应力值。
15、由此可知，本发明是以焊缝组织诱发超声波信号能量衰减、焊接应力诱发金属磁记忆变化梯度等为关联，实现超声振幅-金属磁记忆信号特征参量-应力间的映射关联，形成了闭环调控，不同于专利申请公布号为cn113667972a中提供的开环调控方法，所以能克服金属磁记忆信号精度不足的问题。
16、2、本发明通过制备多组施加不同超声振幅的焊接接头试样，并借助金属磁记忆技术标定实验，进而获得金属磁记忆信号斜率与应力的拟合系数与超声振幅间的对应关联，最终实现对焊接(焊缝)应力的超声调控，不仅为焊接应力的定量调控提供了一种无损方法，而且为实现焊接应力的控制提供了一种便捷、有效方法，具有快速、方便、安全及在线等优点，能减少甚至避免焊接结构的服役安全隐患。
1.一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：步骤1)中：施加的超声振幅为最大超声振幅的0％、10％、50％和90％。
3.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：步骤1)中，所述的各金属磁记忆信号斜率ymax和ymin分别为焊接接头试样的金属磁记忆信号的最大和最小幅值，xmax和xmin分别为对应于最大和最小幅值时采集金属磁记忆信号的位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：步骤2)中，所述的斜率差值h′与超声振幅的对应关系式为h′＝a′-b′·c′z，a′、b′、c′为拟合系数，z为超声振幅。
5.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：步骤3)中，所述的多个标定的拟合系数c″′与超声振幅对应的定量关系式为c″′＝a-b·cz，a、b、c为拟合系数，z为超声振幅。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：标准拉伸试样宽度不大于焊缝宽度的80％，且以焊缝为对称中心；对标准拉伸试样逐级加载时的初始应力不大于试样屈服强度的±10％。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：依次采集不少于5组应力下的标准拉伸试样的金属磁记忆信号得到不同的斜率k″′。
8.根据权利要求2所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：根据单道焊缝宽度计算最大超声振幅，施加的最大超声振幅不大于单道焊缝宽度的5％。
9.根据权利要求8所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：采用不少于3组不同的超声振幅施加。
10.根据权利要求1-5任一所述的一种基于声/磁场的焊接应力无损调控方法，其特征是：沿焊缝中心且平行于焊缝方向依次采集施加不同超声振幅的多个焊接接头试样的焊缝的金属磁记忆信号，所述的金属磁记忆信号的采集方式均相同。
