[发明专利]基于动态磁致伸缩系数测量的焊接残余应力超声评价方法

摘要

本发明公开了一种基于动态磁致伸缩系数测量的焊接残余应力超声评价方法，基本原理是铁磁性材料的磁致伸缩系数对应力敏感，铁磁性材料的应力状态不同时磁致伸缩系数曲线将发生改变，进而影响磁致伸缩横波传感器的磁‑声转换效率。通过测取不同励磁场强度作用下，磁致伸缩横波传感器在焊缝区域接收到的横波反射信号幅值变化曲线，即可动态地反映出材料磁致伸缩系数曲线随应力的变化规律。通过调控电磁铁励磁电流幅值及周期，可以实现横波信号的多次等幅激励与接收，绘制出横波反射信号幅值随表面切向磁场强度的变化曲线，即动态磁致伸缩系数曲线。任意表面切向磁场强度下的横波幅值或动态磁致伸缩系数曲线的斜率参量表征焊接区域的残余应力大小。

主权项

基于动态磁致伸缩系数测量的焊接残余应力超声评价方法，不同励磁场强度作用下，致伸缩横波传感器的超声激励与接收效率以横波在焊接结构内的反射信号幅值表示，将横波反射信号幅值随材料表面切向磁场强度的变化曲线，即动态磁致伸缩系数曲线，经移动平均处理后，提取出任意表面切向磁场强度下的幅值或动态磁致伸缩系数曲线的斜率；记录各焊接残余应力水平下的任意表面切向磁场强度下的幅值或动态磁致伸缩系数曲线的斜率并拟合得到标定方程，对焊接区域拉、压残余应力大小进行表征；动态磁致伸缩系数曲线中任意表面切向磁场强度下的幅值均可以用来表征焊接残余应力；当磁致伸缩横波传感器沿焊接区域进行扫描时，得到残余应力在扫描方向的变化规律；磁致伸缩横波传感器的电磁铁由U型磁芯与绕制于磁芯的励磁线圈构成，单点检测过程中，磁致伸缩横波传感器的电磁铁提供磁场对焊接区域进行磁化，平面矩形线圈中通入脉冲交流信号以激励产生沿焊接结构厚度方向传播的横波，反射回波被矩形平面线圈接收；布置于平面矩形线圈中心位置的霍尔元件测量焊接区域的表面切向磁场；通过调控电磁铁励磁电流幅值及周期，实现横波信号的多次等幅激励与接收，测得横波反射信号幅值随表面切向磁场强度的变化曲线，即动态磁致伸缩系数曲线。