1.一种基于声/磁场快速调控激光熔覆层应力的方法,其特征在于,具体步骤如下:步骤一,选择厚度不小于15mm的低碳钢为基体材料,在其表面制备铁磁性激光熔覆层,确定激光熔覆参数,进行激光熔覆,获得厚度不大于5.0mm,面积不小于200mm×50mm,且无缺陷的激光熔覆层试样;
步骤二,选择并固定超声冲击参数,将安装有冲击针的超声冲击头固定在自由度不小于3的机械手臂上对激光熔覆层进行冲击处理,并依次改变超声冲击覆盖率,以得到覆盖率不大于700%的激光熔覆层试样;
步骤三,依据室温金属材料静载拉伸国家标准制备并加工静载拉伸试样,设计预加载程序,并将未经过步骤二超声冲击的激光熔覆层试样竖直夹持于试验机上,以不大于
1.0mm/min的速率加载,待达到预定载荷后,保载且时间不小于1min,再固定信号采集参数,进而依次采集不同应力时的金属磁记忆信号,并按下式(1)计算得到各应力时金属磁记忆信号斜率k;
式中,k为金属磁记忆信号斜率,Δy为磁信号最大值与最小值间的差值,Δx为两个磁信号横坐标差值;
步骤四,建立k与激光熔覆层应力间的对应关系,采用线性函数,对k与应力进行拟合,其中所述应力不大于试样的屈服强度,进而得到k与激光熔覆层应力间的关系函数式(2);
k=a·σ+b (2) 其中,a和b为拟合系数,σ为应力;
步骤五,采集经过不同超声冲击覆盖率的激光熔覆层试样表面金属磁记忆信号,按步骤三中式(1)计算不同超声冲击覆盖率金属磁记忆信号斜率k;
步骤六,采用幂函数,按下式(3),对具有固定关系的拟合系数a和超声冲击覆盖率进行拟合,得到拟合系数与超声冲击覆盖率的关系函数;
n
R=m·k (3)
其中,m为拟合系数,n为幂指数,R为超声冲击覆盖率,k为金属磁记忆信号斜率;
步骤七,采用相同工艺参数制备厚度与步骤一中厚度误差不大于±5%的激光熔覆层试样,并采用与步骤三中相同的参数采集激光熔覆层的金属磁记忆信号,代入式(1)计算其金属磁记忆信号斜率k;
步骤八,确定激光熔覆层规定需求的应力值上限,代入步骤四中金属磁记忆信号斜率k与应力的关系函数,得到与其对应的金属磁记忆信号斜率k,定义为减数,进而计算其与步骤七中金属磁记忆信号斜率k的差值;
步骤九,当步骤八中金属磁记忆信号斜率k的差值大于零时,则代入步骤六中式(3)计算所需的超声冲击覆盖率,以获得所需的应力状态;当步骤八中金属磁记忆信号斜率k的差值小于零,则无需进行超声冲击处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场快速调控激光熔覆层应力的方法,其特征在于,步骤一中所述的激光熔覆参数是指激光功率为1.5‑3.0kw,熔覆速度为1.5‑2.5mm/s,送粉速度为10‑20g/s,道间搭接率为40‑60%。
3.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场快速调控激光熔覆层应力的方法,其特征在于,步骤二中所述的超声冲击参数是指冲击针的数量为1‑7,直径为2‑6mm,冲击振幅为15‑
35μm,冲击频率为10‑30kHz。
4.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场快速调控激光熔覆层应力的方法,其特征在于,步骤二中所述的超声冲击覆盖率为100%的整数倍。
5.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场快速调控激光熔覆层应力的方法,其特征在于,步骤三中所述的金属材料为铁磁性材料。
6.根据权利要求1所述的一种基于声/磁场快速调控激光熔覆层应力的方法,其特征在于,步骤三中所述的信号采集参数包括提离高度、采集速度、 检测方向,其取值分别是:提离高度为0.5‑10mm,采集速度为2.0‑3.0m/min,检测方向为由上夹持端沿加载方向向下夹持端匀速移动。