本发明专利技术属于金属精炼技术领域，本发明专利技术公开了电子束熔炼金属铌控温方法；包括采集历史熔炼数据；根据历史熔炼数据训练出预测电子束数据集的第一机器学习模型；采集历史影响预热数据和预热温度数据集；采集产出金属铌形状数据、历史影响冷却数据和冷却温度数据集；根据历史影响预热数据和预热温度数据集训练出第二机器学习模型；根据历史影响冷却数据和冷却温度数据集训练出第三机器学习模型；将实时熔炼特征数据、影响预热数据和影响冷却数据输入分别输入第一、第二、第三机器学习模型，获得编号；进行第一、第二、第三调控；不再依赖技术人员的经验,提升了金属铌成型的合格率和质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属精炼，更具体地说，本专利技术涉及电子束熔炼金属铌控温方法。
技术介绍
1、授权公告号为cn108504879b的专利公开了一种低氧高纯钛锭的电子束熔炼方法及其装置，所述的低氧高纯钛锭是指钛锭纯度达到国家标准，同时含氧量低于国家标准，满足电子行业的要求。所述的电子束熔炼方法，不采用在待熔原料及熔体中直接加入吸氧剂，而是在熔炼环境中放置镁、钙、锂等夺氧能力比钛更强的吸氧剂，熔炼过程中捕收钛本体及真空环境中的氧，阻止氧与钛反应，从而减少高纯钛锭中的氧含量，显著提升高纯钛锭产品品质。
2、现有技术当电子束熔炼金属铌的过程中铺粉的厚度出现变化时,电子束参数难以手动调节到最优,导致熔炼效果不佳；例如当铺粉厚度从2mm变化到5mm时,如果仍然使用相同的电子束参数,可能会造成熔炼不充分,产生裂纹；在电子束熔炼金属铌时，预热可以减小金属粉末与电子束产生温度之间的温度差,避免因为温差应力导致的熔炼的金属铌产生热裂纹；预热温度和预热的时间凭借经验可能会导致预热不到位，在电子束开启熔炼时可能会导致金属铌出现热裂纹；在电子束熔炼的金属铌成型时，冷却的曲线依靠经验设定,对不同形状的金属铌冷却效果不佳,产生缺陷；例如，冷却时间过短,大块金属中心仍处于高温时,表面快速冷却会产生应力和裂纹；现有的经验控制方法复杂繁琐,依赖技术人员的经验进行手动调节,无法实现熔炼控温过程的自动化,使得制程稳定性较差,不利于金属铌成型的合格率和质量的提升；另外,现有经验控制由于调节不当可能会造成电子束熔炼效果不佳,增加了生产损耗,从而增加了生产成本；</p>3、鉴于此，本专利技术提出电子束熔炼金属铌控温方法以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：电子束熔炼金属铌控温方法，包括：采集历史熔炼数据；
2、历史熔炼数据包括历史熔炼特征数据以及与历史熔炼特征数据对应的电子束数据集；
3、根据历史熔炼数据训练出预测电子束数据集的第一机器学习模型；
4、采集惰性气体流速数据,将惰性气体流速数据和历史熔炼数据作为历史影响预热数据;采集与历史影响预热数据对应的预热温度数据集；
5、采集产出金属铌形状数据，将惰性气体流速数据、产出金属铌形状数据和历史熔炼数据作为历史影响冷却数据；采集与历史影响冷却数据对应的冷却温度数据集；
6、根据历史影响预热数据以及与历史影响预热数据对应的预热温度数据集训练出预测预热温度数据集的第二机器学习模型；
7、根据历史影响冷却数据以及与历史影响冷却数据对应的冷却温度数据集训练出预测冷却温度数据集的第三机器学习模型；
8、将实时熔炼特征数据输入训练完成的第一机器学习模型，获得电子束数据集编号；根据预测的电子束数据集编号对应的电子束数据集对电子束进行第一调控；
9、将实时影响预热数据输入训练好的第二机器学习模型获得预热温度数据集编号；根据预测的预热温度数据集编号对应的预热温度数据集对熔炼预热过程进行第二调控；
10、将实时影响冷却数据输入训练好的第三机器学习模型获得冷却温度数据集编号；根据预测的冷却温度数据集编号对应的冷却温度数据集对熔炼冷却过程进行第三调控。
11、进一步地，历史熔炼特征数据包括铺粉厚度数据和熔炼质量数据；
12、历史熔炼特征数据对应的电子束数据集包括电子束扫描速度、电子束功率和电子束焦距；
13、预热温度数据集包括预热温度值和预热时间；
14、冷却温度数据集包括开始冷却温度值、持续冷却温度值、温度变化时间和持续冷却时间；
15、预热温度值、开始冷却温度值和持续冷却温度值均通过安装在熔炼腔室的温度传感器获取；预热时间、温度变化时间和持续冷却时间均通过计时器获取。
16、进一步地，铺粉厚度数据的获取方式如下：
17、在铺粉平台上方安装激光测距传感器，设置激光测距传感器到铺粉平台的距离为h；激光测距传感器用于测量金属粉末表面距离激光测距传感器的距离h1，则金属粉末上表面到铺粉平台的距离为h-h1，即金属粉末表面高度；每次铺粉轮进行铺粉前监测并计算金属粉末表面高度，记录为基准高度h2，铺粉轮开始铺粉至第一次铺粉结束,检测此时金属粉末表面高度h3；则单层铺粉厚度h4=h3-h2；则单层铺粉厚度h4即为铺粉厚度数据；
18、熔炼质量数据通过安装到铺粉平台上的称重传感器获取；
19、电子束扫描速度的获取步骤如下：
20、s1.在电子束扫描器控制扫描x轴和y轴方向的运动机构上安装增量式旋转编码器；
21、s2.用计数器来统计单位时间内增量式旋转编码器输出的脉冲数量,则电机主轴转速；
22、s3.电机主轴转速与扫描速度存在比例关系式如下：
23、；
24、其中，是传动比,是螺杆导程；将根据增量式旋转编码器以及计数器计算得到的电机主轴转速代入比例关系式,并查询运动机构参数和代入比例关系式,即得出实时的扫描速度，即为电子束扫描速度；
25、电子束功率通过在电子束电源输入端安装电力计获取；
26、电子束焦距的获取方式如下：
27、在熔炼腔上方安装热响应摄像头,热响应摄像头可以传感入射的红外辐射,形成热分布图像；当电子束照射金属铌粉末时,会在粉末表面产生高温区域；热响应摄像头捕捉热分布图像,将热分布图像发送至工业计算机，工业计算机根据热分布图像提取出高温度区域的形状轮廓即焦距区域，获取焦距区域内的像素点的数量，根据热分布图像的分辨率获取热分布图像每个像素点的面积；则焦距区域面积；焦距区域面积即为电子束焦距。
28、进一步地，将历史熔炼特征数据以及和历史熔炼特征数据对应的电子束数据集作为样本集；
29、对电子束数据集进行数值编号；
30、将历史熔炼特征数据构建特征向量p；使用keras定义输入层和输出层并搭建机器学习框架；特征向量p作为输入层数据，电子束数据集编号作为输出层数据；
31、将样本集划分为训练集和测试集，构建第一机器学习模型，对第一机器学习模型进行训练，得到初始第一机器学习模型，利用测试集对初始第一机器学习模型进行测试，输出满足预设准确度的初始第一机器学习模型，所述机器学习模型为逻辑回归模型、朴素贝叶斯模型或支持向量机模型的其中一种。
32、进一步地，惰性气体流速数据的获取方式如下：
33、将差压式气体流量计安装在气体入口管道上；差压式气体流量计内部具有两个压力探头，使气体流经两个压力探头；差压式气体流量计内置传感器实时测量两个探头间的气体静压差；查询得到差压式气体流量计系数、气体入口管道的横截面积以及所测惰性气体的气体密度，将、、、代入伯努利方程可得气体体积流量；又根据气体体积流量是气体流速和横截面积的乘积可得气体流速，即为惰性气体流速数据；
34、产出金属铌形状数据的获取方本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，包括：采集历史熔炼数据；
2.根据权利要求1所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，所述历史熔炼特征数据包括铺粉厚度数据和熔炼质量数据；
3.根据权利要求2所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，所述铺粉厚度数据的获取方式如下：
4.根据权利要求3所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，将历史熔炼特征数据以及和历史熔炼特征数据对应的电子束数据集作为样本集；
5.根据权利要求4所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，所述惰性气体流速数据的获取方式如下：
6.根据权利要求5所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，将历史影响预热数据以及与历史影响预热数据对应的预热温度数据集作为样本集；
7.根据权利要求6所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，所述第一调控如下：
8.电子束熔炼金属铌控温系统，其基于权利要求1-7中任一项所述的电子束熔炼金属铌控温方法实现，其特征在于，所述系统包括：第一数据采集模块，用于采集历史熔炼数据；将历史熔炼数据发送至第二数据采集模块、第三数据采集模块和第一机器学习模块；
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的电子束熔炼金属铌控温方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的电子束熔炼金属铌控温方法。
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【技术特征摘要】
1.电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，包括：采集历史熔炼数据；
2.根据权利要求1所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，所述历史熔炼特征数据包括铺粉厚度数据和熔炼质量数据；
3.根据权利要求2所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，所述铺粉厚度数据的获取方式如下：
4.根据权利要求3所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，将历史熔炼特征数据以及和历史熔炼特征数据对应的电子束数据集作为样本集；
5.根据权利要求4所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，所述惰性气体流速数据的获取方式如下：
6.根据权利要求5所述的电子束熔炼金属铌控温方法，其特征在于，将历史影响预热数据以及与历史影响预热数据对应的预热温度数据集作为样本集；
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【专利技术属性】
技术研发人员：余潮革，缪晓宇，马步洋，
申请(专利权)人：江苏美特林科特殊合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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