刘月林 周国华 吴轲娜
摘 要：对某型低磁钢材进行拉/压尝试及焊接处置以后对四周空间磁场进行了初步切磋。议决尝试发如今弹性形变的局限内，进行拉压处置或焊接处置后的低磁钢材在其四周空间发生的磁场比拟处置前都产生了必然改变，联合铁磁学理论定性评释应力作用对低磁钢材在四周空间磁场产生改变的缘故。
关头词：拉压处置；焊接处置；低磁质料；磁场
中图分类号：U674 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）35-0017-04
Abstract： After the tension/compression test and welding treatment of a certain type of low magnetic steel， the magnetic field of the surrounding space has been studied. It is found that within the range of elastic deformation， the magnetic field of the low magnetic steel， after tension and compression treatment or welding treatment， has a certain alternation in the surrounding space， compared with that before the treatment. Based on the Ferromagnetic Theory， the reason for the change of the magnetic field of the low magnetic steel in the surrounding space caused by the stress is explained qualitatively.
Keywords： tension/compression treatment； welding treatment； low magnetic material； magnetic field
1 概述
低磁钢材是对铁磁性无感到的钢材，具有组织不变、力学本能良好、磁导率低而电阻率高的特点，是交错猎扫雷舰壳体、潜艇磁罗经围壁和消磁船埠布局件的严重构成局部。在消磁场站建设过程中，为营造优良的磁场情况，必然要求使用低磁钢材作为场站建设的地桩质料。而低磁质料在使用过程中会受到打桩机的庞大冲击力才气使之深入地下，那么在庞大冲击力作用下，对低磁钢材在外部发生的空间磁场是否造成影响是必要存眷的重点。是以，必要采用某型低磁钢材制成样品工件，探讨受拉/压力过程中和卸载后对空间磁场的影响。
低磁钢材作为地桩质料时，除受到庞大压力以外，一定进行焊接处置，焊接后低磁钢材可否保留低磁特征，对四周磁场是否存在影响都必要探讨。是以，使用低磁钢材制成必然尺寸的样品，勘测焊接前后四周磁场的特性。以上两种环境属于议决各异体式格局变化低磁钢材受到的应力，是以离别设计两组尝试探讨低磁钢材受到拉/压力过程中和卸载后以及对同种低磁钢材进行焊接处置前后对其四周空间磁场的影响，剖析评释应力作用对低磁钢材在四周空间磁场产生改变的缘故。
2 低磁钢材拉/压力过程中和卸载后对空间磁场的影响
2.1 低磁钢材拉力与卸载尝试及剖析
使用低磁钢材按如下图1尺寸制作拉伸作用时的工件，将制作好的工件夹于拉伸仪器中，为更正确的磁场数据，在距离工件需拉伸局部相近20mm的位置安排三格外磁探头（如图2所示），勘测在弹性形变局限内涵各异拉力（5kN、10kN）施加和卸载过程中的四周磁场改变。
设定最大拉力值为5kN，拉伸力与位移曲线关系如图3所示，在拉力施加起点的同时起点记载磁场的改变环境，拉力施加起点到忽然卸载过程中对四周磁感到强度中y格外的影响最大，其随时间的改变如图4所示。
在未施加拉力阶段地磁场By约为670nT，跟着外部拉力的逐步添加By逐步减小，当拉力保留5kN时，By保留减小后的值600nT，较本来的地磁场改变了70nT。当拉力忽然卸载时，By也呈现突变，其值约为653nT，虽然较未施加拉力前的地磁场格外改变很小，但无法收复到本来未施加拉力前的地磁场格外值。讲明即使是在弹性形变内的应力施加也使得低磁质料内部布局产生了改变，使得其在拉力施加卸载后，其发生的磁场仍然无法回到初始状况。
对磁探头做了适当位置调解以后，设定最大拉力值为10kN，拉力逐渐添加与位移曲线关系如图5所示，在弹性形变局限内拉力施加起点到忽然卸载过程中，四周磁场的磁感到强度y格外随时间的改变如图6所示。
在未施加拉力阶段地磁场By约为4000nT，跟着外部拉力的逐步匀称添加By逐步减小，当拉力保留10kN时，By保留减小后的值3900nT，较本来的地磁场改变了100nT，比施加5kN拉力时发生的磁场改变大。当拉力忽然卸载时，By也呈现突变，其值约为3960nT，虽然较未施加拉力前的地磁场格外改变较小为40nT，但无法收复到本来未施加拉力前的地磁場格外值，同时比施加5kN拉力时发生的磁场改变大。对付低磁钢材而言，个中掺杂有较多的非铁磁性质料，这些杂质的存在使质料中磁晶各项异性[1]减小，而此时的磁畴布局首要决意于应力分布，若是对低磁钢材施加很强的外力，使畴壁产生移动，将对低磁质料的磁畴布局发生极大的影响，因而使得其在外部空间发生的磁场产生改变。
2.2 低磁钢材压力与卸载尝试及剖析
使用同型号低磁钢材直径20mm，长度为30mm的圆柱形测试工件2个。将工件放于压力测试仪器中，在工件相近30mm处安排磁探头（如图7所示），测试在弹性形变局限内各异压力（10kN，30kN）施加和急剧卸载过程中的四周磁场改变。
因为低磁钢材对地磁情况的影响较小，为了更好的得到压力作用低磁钢材过程中对其四周磁场的影响，必要将探头亲近低磁工件安排，是以将工件安排于压力设备边沿，压力同样能匀称的施加于两个样品工件，压力作用对工件四周磁场z格外的影响最为较着。设定最大压力为30kN，压力与位移曲线关系如图8所示，在弹性形变局限内压力从匀称施加起点到忽然卸载过程中，四周磁感到强度z格外随时间的改变如图9所示。在地磁场中存在一个不变频率的旌旗灯号，但仍然能够看出Bz跟着压力逐步增大发生的改变，当压力到达30kN时，Bz添加了约400nT，在压力忽然卸载的霎时，Bz发生一个突变，其改变比拟于未施加压力约为600nT。压力忽然卸载，与打桩过程正好是一个反作用，讲明一个忽然冲击力也会对低磁质料四周发生磁场造成影响。
为了保证尝试的安好进行，压力尝试中的样品尺寸比拟于拉力试验中的样品尺寸长度小、直径大，是以在同样的弹性形变局限内，样品能蒙受的压力比拉力大的多，因而压力施加和卸载所导致的四周磁场改变要大一些，并且应力施加的偏向各异，使得其内部应力分布呈现了各异的分布，是以由此导致对外部磁场影响最大的偏向也呈现了纷歧样的改变。
综上，在低磁钢材的拉/压试验中，岂论是施加拉力照旧压力都对其在四周空间发生的磁场造成了影响，并且拉/压力越大，对四周磁场的影响越较着。即使在弹性形变的局限内，拉压力卸载以后，依然会对四周地磁场发生不行收复的影响。
3 低磁钢材焊接处置后对空间磁场的影响
起首将一段240mm低磁钢材截为两段120mm的工件，在接口处用胶带联贯，将工件放于移动小车上，小车置于正地舆南北的轨道上，磁探头中心位置距离工件中央位置正下方为36mm，置于轨道中央。使用三格外磁探头逐点（勘测点隔断10mm）勘测其3倍棒长局限内南北偏向上的磁场（探头交代如图10）。然后将两段120mm的低磁钢材进行焊接，安排于未焊接前钢棒所处位置，同样进行逐点（勘测点隔断10mm）勘测其3倍棒长局限内南北偏向上的磁场（探头交代同上）。
对样品工件焊接前后在四周发生的磁场进行測量，勘测了局如图11所示。从图中能够看出，去除配景磁场以后，在焊接前低磁质料几近对四周的地磁场异国影响，其最大峰峰值为80nT。但焊接后的低磁质料对四周空间磁场有较大的影响，最大峰值为150nT，且磁场变大的局限有较着添加。
在焊接过程中，低磁质料受到高温的影响，在加热和冷却过程中，质料内部会存在温度梯度，因为这种不匀称加热和冷却会造成不匀称的热胀冷缩，从而造成热应力[2]使得内部应力产生改变，响应磁畴布局也会发生响应改变使得样品工件在四周空间发生的磁场也有必然改变。并且在焊接过程中，除了温度，焊接工艺、质料自己属性、焊条采用等等都对其内部应力有较大的影响，怎么样袪除此类残存应力[3]还要继续探究，焊接作用对低磁质料空间发生磁场的影响还需进一步深入切磋。
4 结论
在低磁钢材的拉压试验中，虽然地磁情况中存在必然频段地磁旌旗灯号的作梗，但岂论是施加拉力照旧压力都对其在四周空间发生的磁场造成了影响，并且拉/压力越大，对四周磁场的影响越较着。即使在弹性形变的局限内，拉压力卸载以后，依然会对四周地磁场发生不行收复的影响。在低磁钢材的焊接试验中，因为焊接过程中的高温、焊条质量、焊接工艺等多方面的影响，使得焊接后的钢材在四周空间发生的磁场有所添加，但仍能保留低磁质料的低磁本能。
下一步将进一步尝试猎取低磁质料拉/压力施加和卸载过程中，议决软件拟合剖析应力改变与四周磁场之间的定量关系，而且同时对焊接后的低磁质料进行拉/压尝试，剖析两种因素同时作用时，低磁质料在空间发生磁场的改变。
参考文献：
[1]周国华，肖昌汉.铁磁学[M].武汉：水兵工程大学出书社，2014.
[2]宋天平易近.焊接残存应力的发生与袪除[M].北京：中国石化出书社，2005.
[3]侯海量.爆炸袪除潜艇耐压壳环焊缝焊接残存应力[D].水兵工程大学，2003.
科技立异与应用 2018年35期
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