[发明专利]一种基于正交法的电子束熔覆工艺参数优化方法及系统

说明书

本发明公开一种基于正交法的电子束熔覆工艺参数优化方法及系统。方法包括：获取需要优化的工艺参数因子；对所述工艺参数因子分别进行单变量实验，得到因子水平；根据各所述因子水平，生成正交试验表；对所述正交实验表的每一组方案依次进行熔覆试验，得到目标参数值；根据所述目标参数值，得到各因子极差值；根据各所述因子极差值，确定各因子最优水平；根据各所述因子最优水平，得到优化工艺参数组合。采用本发明的方法或系统能够有效避免繁杂的实验周期，减少不必要数据处理。

技术领域

本发明涉及电子束熔覆领域，特别是涉及一种基于正交法的电子束熔覆工艺参数优化方法及系统。

背景技术

为提高金属表面的耐磨性，耐腐蚀性，抗氧化性等，需要对金属材料表面进行特殊处理已达到需要的要求，电子束表面熔覆是利用电子束加热融化材料表面预置的合金粉末，在基体表面形成冶金结合的新合金层的方法。但由于熔覆工艺条件参数的不同对实验结果影响很大，有些不优选的参数条件下的处理甚至会损伤熔覆材料，造成对基体的破坏，增加试验时间，造成实验浪费。在允许的条件下选取最适合的工艺参数满足于不同性能要求的实验必不可少。而有关电子束的实验普遍采取的试验方法是依照单因素的变化，来研究其他不变因素对该因素下的影响即控制变量的思路。其实验数据庞大繁杂，花费实验成本较高，实验整个周期较长，使得对实验数据的处理灵活。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于正交法的电子束熔覆工艺参数优化方法及系统，能够降低实验成本，节约实验时间。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于正交法的电子束熔覆工艺参数优化方法，包括：

获取需要优化的工艺参数因子；

对所述工艺参数因子分别进行单变量实验，得到因子水平；

根据各所述因子水平，生成正交试验表；

对所述正交实验表的每一组方案依次进行熔覆试验，得到目标参数值；

根据所述目标参数值，得到各因子极差值；

根据各所述因子极差值，确定各因子最优水平；

根据各所述因子最优水平，得到优化工艺参数组合。

可选的，所述方法还包括：

对所述优化工艺参数组合采用目标参数值方差法进行验证，得到验证结果；

根据验证结果，确定最终优化工艺参数组合。

可选的，所述对所述优化工艺参数组合采用目标参数值方差法进行验证，得到验证结果，具体包括：

计算出各因素的偏差平方和、自由度，采用下列公式计算：

其中，I_j、II_j、III_j为j各列水平的试验指标的平均值；为试验指标的平均值；K_j为同一水平出现的次数；S_j为偏差平方和；

f_j＝第j列的水平数－1

f_j为自由度；

根据所述平方和和所述自由度计算各因子的的方差比：

F_j＝V_j/V_e

其中，F_j为第j列的方差之比；V_j为方差；V_e为误差列的方差；

V_j＝S_j/f_j