T型试件焊接残余应力分布的磁测试验
- 来源:
- 南京聚航科技
- 日期:
- 2023年6月8日
为了掌握钢结构中焊接残余应力的具体分布状态，采用基于逆磁致伸缩效应原理的无损检测方法，利用JH-60应力磁测系统对T型焊接试件焊缝附近不同层深处的焊接残余应力进行实际测量，得到了距焊件表面1mm、1.5mm和2mm三个不同层深的焊接残余应力分布规律，并和基于有限元法的数值模拟计算结果进行了对比分析。结果表明，焊缝附近区域残余应力较大，随着层深的增加，横向和纵向残余应力均由压应力逐渐过渡为拉应力，而纵向残余应力在远离焊缝中心的区域内，则改由拉应力过渡为压应力。
焊接是钢结构连接的一种可靠而有效的方法，钢结构在焊接过程中，产生了极不均匀的温度场，导致受约束的热应变和塑性应变，从而产生了残余应力。焊接残余应力对焊接结构性能影响非常突出，残余应力的大小和分布的不同，它对焊接结构的静载强度、疲劳破坏、应力腐蚀、刚性和稳定性造成不同程度的影响，因此测定并掌握焊接残余应力在焊接结构中的分布规律十分必要。
应力磁测系统是基于磁致伸缩效应原理的无损检测仪器，利用JH-80应力磁测系统对T型焊接试件焊缝附近不同层深处的焊接残余应力进行了实际测量。T型焊接是一种在船舶、桥梁等领域应用较广泛的焊接形式，测定其焊接残余应力的大小和分布，对优化焊接结构和焊接工艺设计具有重要意义。
残余应力测量原理：
磁应变法测量系统是一种利用铁磁性材料的特性对其应力变化进行测量的方法。磁应变法原理基于磁致伸缩效应，即铁磁材料（如低碳钢等）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（磁导率、磁感应强度等）也会发生变化，因此通过测量磁性变化可以检测铁磁材料中的应力。
磁应变法是对宏观残余应力的非破坏性测试的新方法，不仅可以测量钢结构的残余应力，还可以检查构件的残余应力水平及温度应力。磁应变法测试仪器简单，测量速度快，操作容易，携带方便，无污染，重复性好，能实现非接触性测量，但是受限于磁化条件，只能测量铁磁性材料。
T型焊接试件残余应力测量结论：
通过对T型焊接试件残余应力分布的测量，基于逆磁致伸缩效应的磁测法，JH-60三维应力磁测系统操作方便、快捷、实用，并且可以测得铁磁材料一定深度内不同层深的残余应力分布。
焊接残余应力测量结果表明，焊缝区及附近存在较大的焊接残余应力，应力大值接近材料屈服强度。不同层深残余应力变化规律不同，对于横向残余应力，是由压应力逐步过渡到拉应力；对于纵向残余应力，在靠近焊缝的区域上，也是由压应力逐步过渡到拉应力，随着远离焊缝的区域，则是由拉应力逐步过渡到压应力。
由于铁磁材料在各类工程结构中大量应用，加上磁测法测量速度快，探测深度大，无辐射危险等优点，JH-60三维应力磁测系统具有很大的应用潜力。
焊接是钢结构连接的一种可靠而有效的方法，钢结构在焊接过程中，产生了极不均匀的温度场，导致受约束的热应变和塑性应变，从而产生了残余应力。焊接残余应力对焊接结构性能影响非常突出，残余应力的大小和分布的不同，它对焊接结构的静载强度、疲劳破坏、应力腐蚀、刚性和稳定性造成不同程度的影响，因此测定并掌握焊接残余应力在焊接结构中的分布规律十分必要。
应力磁测系统是基于磁致伸缩效应原理的无损检测仪器，利用JH-80应力磁测系统对T型焊接试件焊缝附近不同层深处的焊接残余应力进行了实际测量。T型焊接是一种在船舶、桥梁等领域应用较广泛的焊接形式，测定其焊接残余应力的大小和分布，对优化焊接结构和焊接工艺设计具有重要意义。
残余应力测量原理：
磁应变法测量系统是一种利用铁磁性材料的特性对其应力变化进行测量的方法。磁应变法原理基于磁致伸缩效应，即铁磁材料（如低碳钢等）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（磁导率、磁感应强度等）也会发生变化，因此通过测量磁性变化可以检测铁磁材料中的应力。
磁应变法是对宏观残余应力的非破坏性测试的新方法，不仅可以测量钢结构的残余应力，还可以检查构件的残余应力水平及温度应力。磁应变法测试仪器简单，测量速度快，操作容易，携带方便，无污染，重复性好，能实现非接触性测量，但是受限于磁化条件，只能测量铁磁性材料。
T型焊接试件残余应力测量结论：
通过对T型焊接试件残余应力分布的测量，基于逆磁致伸缩效应的磁测法，JH-60三维应力磁测系统操作方便、快捷、实用，并且可以测得铁磁材料一定深度内不同层深的残余应力分布。
焊接残余应力测量结果表明，焊缝区及附近存在较大的焊接残余应力，应力大值接近材料屈服强度。不同层深残余应力变化规律不同，对于横向残余应力，是由压应力逐步过渡到拉应力；对于纵向残余应力，在靠近焊缝的区域上，也是由压应力逐步过渡到拉应力，随着远离焊缝的区域，则是由拉应力逐步过渡到压应力。
由于铁磁材料在各类工程结构中大量应用，加上磁测法测量速度快，探测深度大，无辐射危险等优点，JH-60三维应力磁测系统具有很大的应用潜力。