[发明专利]一种对搅拌摩擦焊焊缝质量的评价方法

权利要求书

1.一种对搅拌摩擦焊焊缝质量的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取焊接过程中主轴三向力实时数据：将镁铝异种金属板材放置在三分量切削力系统Kistler9257B采集器上方，测力台通过压板及螺栓固定在工作台上，通过传感线与电荷放大器连接，调整参数，开始焊接的同时开始采集数据，通过采集工控机将数据传输到计算机上，得到焊接过程中的三向力实时数据；将焊接过程中搅拌头与试样作用过程分为四个阶段，插入阶段(Ⅰ)、保持阶段(Ⅱ)、进给阶段(III)、拔出阶段(Ⅳ)，以进给阶段(III)主轴力-时间曲线分析焊接工艺参数随主轴力的变化趋势，对主轴三向力数据进行正态拟合，取其均值进行分析；

步骤二、获取焊接过程中主轴三向振动加速度实时数据：将1A314E型IEPE压电式三向加速度传感器固定在主轴上，三向加速度传感器与DH5922D动态信号采集仪相连接，后者通过USB 3.0线与计算机连接，通过DHDAS动态信号采集分析系统实时监测焊接过程中主轴X、Y、Z三个方向振动加速度随时间的变化情况；取上述进给阶段(III)的三向振动加速度均值进行分析；

步骤三、构建主轴动态性能评价模型：运用综合评价法对主轴动态性能进行等级划分和量化评价，建立主轴动态性能评价模型；

步骤四、模型验证：随机从中选出不同的主轴动态性能参数下的焊缝进行分析，观察不同主轴动态性能下的宏观组织、显微硬度与拉伸剪切强度，验证该评价模型的可靠性。

2.根据权利要求1所述的对搅拌摩擦焊焊缝质量的评价方法，其特征在于，步骤三中综合评价法具体为：采用层析分析法和TOPSIS正负理想解法，通过MATLAB编程计算并对工艺参数进行优劣排序：首先，统一指标类型后，由公式(1)对不同工艺参数条件下所测量的主轴动态性能数据进行标准化处理得到评价矩阵R；

然后建立层次结构图，根据已知各评价指标确定目标层O、准测层C、子准测层D和方案层P等层次，利用层次分析法，基于表1按照1～9的标度a_ij来度量任意两个层级的相对重要性；

表1 标度a_ij的含义

构造各层级之间的比较矩阵，用和法计算可得各矩阵的最大特征根和对应的归一化特征向量；结合子准则层D对准测层C各因素的相对权重的列向量构成矩阵W⁽³⁾和准则层C对目标层O的相对权重w⁽²⁾，由w⁽³⁾＝W⁽³⁾w⁽²⁾计算得到各评价指标对主轴动态性能的组合权重；

最后，结合评价矩阵R和各参数对主轴动态性能的组合权重，利用公式(2)

z_ij＝w_jy_ij (2)

构造加权评价矩阵，确定正理想解S*和负理想解S-，再由公式(3)

计算各参数到正理想解和负理想解的距离，再通过计算各参数对理想主轴性能的相近度B，根据相对接近度B对各个参数的主轴性能按优劣次序排列及等级划分。

3.权利要求1～2任一所述的对搅拌摩擦焊焊缝质量的评价方法在汽车工业领域中的应用。