残余应力的无损检测方法之磁测法简介

测量焊接残余应力的方法按其对被检测对象是否产生损伤分为有损法和无损法两大类，有损法又称为机械法测残余应力，它是采用机械加工的手段， 对被测构件进行部分解剖或完全剥离使被测构件上 的残余应力部分释放或完全释放，利用电阻应变计 测出残余应力的方法，常用的有盲孔法。无损法按其使用检测手段不同，分为 x射线衍射法、超声声弹性法和磁测法等。其中超声声弹性法只能测试高值残余应力。

  盲孔法应力检测、x射线衍射法、磁测法 3 种方法都有测试速度较快，都能用于不均匀的应力场，但x射线衍射法由于仪器设备的复杂性只能用于实验室，盲孔法和磁测法则因仪器的轻便性可用于实验室和现场测试。盲孔法是采用在预测工件的表面中心钻一小孔，使其产生局部应力释放，再由黏贴在孔周的应变片感受出应变的变化，该应变称为释放应变，通过弹性力学公式可得到主应力值和方向角。

  与盲孔法相比，磁测法检测仪在测量残余应力时，对被检测对象不造成任何破损，此外它能测出同一点在不同状态下的应力情况。如超声波冲击等工艺处理前后的焊接残余应力的变化情况，而且它既能测平面光滑试样的应力又能测复杂形状部位处(如各构造部件相交部位或角焊缝处等) 的焊缝残余应力。而盲孔法对于复杂部位的开孔则受到限制。

  在钢结构桥梁的焊缝中，测试残余应力的目的是为了了解焊接残余应力的大小，分布状况，为后续将开展的减小和消除残余应力工艺及技术方案提供依据，并且在减小和消除残余应力工艺处理后，再次进行测试，以了解焊接残余应力重新分布的情况，评定工艺处理的效果，确认是否满足结构受力要求。磁测法的测试原理

   目前在我国应用的磁测法是一种无损检测的方法，它的基本原理是，基于铁磁性材料(如低碳钢等)的磁致伸缩效应，即铁磁性材料在磁化时会发生尺寸变化;反过来铁磁体在应力作用下其磁化状态(导磁率和磁感应强度等)也会发生变化，因此通过测量磁性变化可以测定铁磁材料中的应力。当试样内存在残余应力时，也会使磁畴的移动和转向均受阻而使磁化率减小，这种现象称为磁弹性现 像。 铁磁性材料其导磁率的相对变化量与应力之间存在下列线性关系：  上式说明导磁率的相对变化量与应力成正比，通过传感器和一定的电路将磁导率变化转变为电流量(或电压)的变化，建立应力和电流(电压) 的变化，建立应力和电流(或电压) 的函数关系，通过电量测量来确定内应力。应力和电流(或电压) 之间不存在单值的函数关系。但是，平面应力状态，主应力方向输出的电流差和主应力差有单值的线性关系，其表达式:

灵敏系数的确定  灵敏系数a可通过单向拉压或4点弯曲实验确定。为消除边界对测量结果的影响，试样的宽度需大于3倍探头的尺寸，试件长宽比取6较适宜， 标定试样，选择与被测材料同样的化学成分和同一热处理状况的无内应力材料制成，通过标定可得一系列数据。由式(1)可知这些数据满足线性关系，所以利用最小二乘法计算出直线的斜率即灵敏系数a，计算公式如下:

应力的确定  已知各测点的主应力差和主方向角，用切实力差法分离主应力。任一点 p 的主应力分量:  采用磁测法测试前首先要进行灵敏系数的标定。可通过单向拉压或4点弯曲实验确定。正式测试时首先将试件焊缝上的测点经过打磨，然后将测试仪器的一个探头直接接触在测点上，另一个探头则放在预先标定好灵敏系数的钢板上，探头底部有两个极，通过测定磁导率的变化来确定一点的应力状态。1  磁测法因其仪器轻便、操作简单、测量速度快而广受大家的喜爱，但是磁测法只能用于铁磁性材料，且对材料结构等因素较敏感，可能出现测量误差，所以在实际使用操作中，需要仔细排除影响因素。磁测法目前已经在实际工程中取得了相应的应用，如三峡工程中的钢闸门、石油化工设备中的球罐等。随着技术的进一步发展，小编相信磁测法的应用将会更加的广泛