真实的缺陷具有复杂的几何形状,计算其漏磁场是困难的。但这并不是说漏磁场是不可认识的。对影响缺陷漏磁场的一般规律进行探讨,影响缺陷漏磁场的主要因素如下:
(1)外加磁化场的影响 从钢铁的磁化曲线可知,外加磁场的大小和方向直接影响磁感应强度的变化。而缺陷的漏磁场大小与工件材料的磁化程度有关。一般来说,在材料未达到近饱和前,漏磁场的反应是不充分的。这时磁路中的磁导率μ一般都比较大,磁化不充分,则磁感应线多数向下部材料处“压缩”。而当材料接近磁饱和时,磁导率已呈下降趋势,此时漏磁场将迅速增加,如图1-8所示。
(2)工件材料磁性的影响 不同钢铁材料的磁性是不同的。在同样磁化场条件下,它们的磁性各不相同,磁路中的磁阻也不一样。一般来说,易于磁化的材料容易产生漏磁场。
(3)缺陷位置及形状的影响 钢铁材料表面和近表面的缺陷都会产生漏磁场。同样的缺陷在不同的位置及不同形状的缺陷在相同磁化条件下漏磁场的反应是不同的。表面缺陷产生的漏磁场较大,表面下的缺陷(近表面缺陷)漏磁场较小,埋藏深度过深时,被弯曲的磁感应线难以逸出表面,很难形成漏磁场。缺陷埋藏深度对漏磁场的影响如图1-9所示。
图1-8 漏磁场与钢材磁感应强度的关系
图1-9 缺陷埋藏深度对漏磁场的影响
缺陷方向同样对漏磁场大小有影响。当缺陷倾角方向与磁化场方向垂直时,缺陷所阻挡的磁通最多,漏磁场最强,也最有利于缺陷的检出。而缺陷方向与磁化场成某一角度时,漏磁场主要由磁感应强度的法线分量决定。缺陷倾角方向与磁化场方向平行时,所产生的漏磁场最小,接近于零。其下降曲线类似于正弦曲线(见图1-10中的虚线)。图1-10所示为缺陷倾角与漏磁场大小的关系。
同样宽度的表面缺陷,如果深度不同,产生的漏磁场也不一样。在一定范围内,缺陷深度与漏磁场成正比关系。同样深度的缺陷,缺陷宽度较小时,则漏磁场易于表现。缺陷深度与宽度之比值(深宽比)是影响漏磁场的重要因素。深宽比越大,漏磁场也越强,缺陷也易于被发现。当宽度过大时,漏磁通反而会有所减小,并且在缺陷两侧各出现一条磁痕。一般要求缺陷深宽比应大于5。表面下的缺陷也是一样,气孔比横向裂纹产生的漏磁场小。球孔、柱孔、链孔等形状都不利于产生大的漏磁场。图1-11所示为采用剩磁法时缺陷深宽比与检出的所需磁场的关系。(www.daowen.com)
图1-10 漏磁场与缺陷倾角的关系
图1-11 漏磁场与缺陷深度比的关系
(4)钢材表面覆盖层的影响 工件表面覆盖层会导致漏磁场在表面上的减小,图1-12所示为漆层厚度对漏磁场的影响。若工件表面进行了喷丸强化处理,由于处理层的缺陷被强化处理所掩盖,漏磁场的强度也将大大降低,有时甚至影响缺陷的检出。
图1-12 漆层厚度对漏磁场的影响
(5)磁化电流类型的影响 不同种类的电流对工件磁化的影响不同。交流电磁化时,由于集肤效应的影响,表面磁场最强,表面缺陷反应灵敏,但随着表面向里延伸,漏磁场显著减弱。直流电磁化时渗透深度最深,能发现一些埋藏较深的缺陷。因此,对于表面下的缺陷,直流电产生的漏磁场比交流电产生的漏磁场要大。
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