1、残余应力检测方法     

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，目前还处于试验研究阶段。

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，为后绪 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。

二、残余应力的磁测法介绍

2. 1 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 。

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:

2. 2 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:

2.3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:

2. 4 磁测法的应用情况及测前的准备工作

磁测法目前已经在三峡工程中的钢闸门、北京 西站钢门楼主桁架，石油化工设备中的球罐等项目 已经得到应用，但在大跨径钢结构桥梁构件焊接应 力的测试中还没有应用的报道资料。 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 两个磁极，通过测定磁导率的变化来确定一点的应力状态。