用金属磁记忆方法检测应力分布
黄松岭,李路明 ,汪来富, 刘时风
(清华大学 机械工程系, 北京 100084)
摘 要:金属磁记忆检测技术是无损检测领域的一门新兴学科,简要介绍磁记忆的检测原理,并采用基于薄膜磁阻元件的一维弱磁测量系统对焊缝工件进行磁记忆检测,检测结果与盲孔法应力分布检测结果有较好的一致性,表明磁记忆检测技术可应用于焊缝区应力分布检测。
关键词 :磁性检验；磁记忆材料；应力；漏磁
中图分类号:TG115 .28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2002)05-0212-03
STRESS DISTRBUTION TESTING BY METAL MAGNETIC MEMORY METHOD
HUANG Song ling LI Lu-ming WANG Laifu LIU Shi- feng
(Mechanical Engineering Department,Tsinghua University, Beijing 100084 ,China)
Abstract Metal magnetic memory (MMM) technology is a new NDT method first introduced by Russian researchers. MMM testing principle was presented, and the magnetic flux leakage (MFL) distribution of the specimen with welded seam was tested using the one-dimension weak magnetic signal testing system based on film magnetic resistandevice. Experimental data showed that the MFL signal distribution was corresponding to the result of small hole stress measuring method.
Keywords. Magnetic testing； Magnetic memory material；Stress；Magnetic flux leakage
磁记忆检测方法是20世纪90年代后期，以杜波夫为代表的俄罗斯学者率先提出的一种全新的铁磁性金属材料诊断检测技术，其原理是基于铁磁性工件在运行时，受工作载荷和地磁场的共同作用，在应力和变形集中区域会发生磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向[1]。铁磁材料的自磁化现象和残磁状况同机械应力有直接的联系，这一特性称为磁机械效应。磁机械效应使得铁磁性金属工件应力作用区表面的磁场增强,增强后的磁场“记忆”了部件应力集中的位置,这就是磁记忆效应[2]。实验研究表明,铁磁性金属部件表面上的磁场分布与其内部应力有一定的关系[3～5],因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件应力集中位置进行诊断。
工件在焊接过程中比较容易产生残余应力。焊接残余应力的产生原因较为复杂,而且依据焊接件形状、材质与焊接方法的不同，产生的焊接残余应力也不尽相同，有的甚至相差很大。
焊缝的检测,无论是自动化焊接中焊缝的监测和焊缝质量评估,还是焊接结构的应力测量,都有着重要的意义。由于焊缝的内部组织、应力状态、表面形貌与周围材料有差别，直接影响周围地磁场的分布。通过检测工件表面的磁场分布,可以确定焊缝的位置和内部应力状况等。本实验旨在作一些尝试，从而为焊缝的定位与质量评估提供一种新的方法。
1.实验研究
检测实验装置如图1所示，其中磁测量系统模块以及磁阻传感器是实验室自行研制的基于磁阻元件的一维弱磁测量系统;三维扫查工作台可以实现工件的一维直线扫查二维平面扫查和三维立体扫查，扫查精度达到1Pm。磁阻传感器采用--维磁阻传感器元件,其灵敏度为32V/VT,最小检出量为2.7nT,参数指标完全满足检测的精度要求。
