磁粉檢測物理基礎(chǔ)

磁粉檢測物理基礎(chǔ)第1頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月1磁粉探傷基礎(chǔ)知識1.1磁粉探傷與磁性檢測（分類方法）

漏磁場探傷：是利用鐵磁性材料或工件磁化后，在表面和近表面如有不連續(xù)性（材料的均質(zhì)狀態(tài)即致密性受到破壞）存在，則在不連續(xù)性處磁力線離開工件和進入工件表面發(fā)生局部畸變產(chǎn)生磁極，并形成可檢測的漏磁場進行探傷的方法。漏磁場探傷包括磁粉探傷和利用檢測元件探測漏磁場。其區(qū)別在于，磁粉探傷是利用鐵磁性粉末－磁粉，作為磁場的傳感器，即利用漏磁場吸附施加在不連續(xù)性處的磁粉聚集形成磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。利用檢測元件探測漏磁場的磁場傳感器有磁帶、霍爾元件、磁敏二極管和感應(yīng)線圈等。

利用檢測元件檢測漏磁場：錄磁探傷法、感應(yīng)線圈探傷法、霍爾元件檢測法、磁敏二極管探測法。第2頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.2磁粉探傷

MagneticParticleTesting，簡稱MT

基本原理是：鐵磁性材料和工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面和近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。如圖1－1所示。

1.3磁粉探傷的適用性和局限性

適用性：磁粉探傷適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄（如可檢測出長0.1mm、寬為微米級的裂紋），目視難以看出的不連續(xù)性。第3頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月磁粉檢測可對原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測探傷，還可對板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進行檢測。

馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼具有磁性，可進行MT。

MT可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點、折疊、冷隔和疏松等缺陷。

第4頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

局限性：

MT不能檢測奧氏體不銹鋼材料和用奧氏體不銹鋼焊條焊接的焊縫，也不能檢測銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對于表面淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表面夾角小于20°的分層和折疊難以發(fā)現(xiàn)。

1.4磁粉探傷方法與其他表面探傷方法的比較P.5表1-1

1.5磁粉探傷中使用的單位、SI單位與CGS制的換算關(guān)系

磁場強度HA/mOe磁通量ΦWbMx磁感應(yīng)強度BTGs第5頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2磁粉探傷的物理基礎(chǔ)2.1磁粉探傷中的相關(guān)物理量2.1.1磁的基本現(xiàn)象磁性、磁體、磁極、磁化磁性：磁鐵能夠吸引鐵磁性材料的性質(zhì)叫磁性。磁體：凡能夠吸引其他鐵磁性材料的物體叫磁體。磁極：靠近磁鐵兩端磁性特別強吸附磁粉特別多的區(qū)域稱為磁極。每一小塊磁體總有兩個磁極。磁化：使原來沒有磁性的物體得到磁性的過程叫磁化。2.1.2磁場：具有磁性作用的空間磁場的特征、顯示和磁力線磁場的特征：是對運動的電荷（或電流）具有作用力，在磁場變化的同時也產(chǎn)生電場。磁場的顯示：磁場的大小、方向和分布情況，可以利用磁力線來表示。第6頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.1.3磁力線

第7頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月磁力線在每點的切線方向代表磁場的方向，磁力線的疏密程度反映磁場的大小。

磁力線具有以下特性：磁力線在磁體外，是由N極出發(fā)穿過空氣進入S極，在磁體內(nèi)是由S極到N極的閉合線；磁力線互不相交；同性磁極相斥，因同性磁極間間磁力線有互相排擠的傾向；異性磁極相吸，因異性磁極間磁力線有縮短長度的傾向。第8頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1.4磁場強度、磁通量與磁感應(yīng)強度磁場強度：磁場具有大小和方向，磁場大小和方向的總稱叫磁場強度H，通常也把單位正磁極所受的力稱為磁場強度。單位為A/m（SI）和Oe（CGS）。第9頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月磁通量：簡稱磁通，它是磁場中垂直穿過某一截面的磁力線的條數(shù)，用符號Φ表示。單位為Wb（SI）和Mx（CGS）。磁感應(yīng)強度：將原來不具有磁性的鐵磁性材料放入外加磁場內(nèi)，便得到磁化，它除了原來的外加磁場外，在磁化狀態(tài)下鐵磁性材料本身還產(chǎn)生一個感應(yīng)磁場，這兩個磁場疊加起來的總磁場，稱為磁感應(yīng)強度B。單位是T（SI）和Gs（CGS）。磁感應(yīng)強度是矢量，有大小和方向，可用磁感應(yīng)線來表示，磁感應(yīng)強度的大小等于穿過與磁感應(yīng)線垂直的單位面積上的磁通量，所以磁感應(yīng)強度又稱為磁通密度。

磁感應(yīng)強度不僅有外加磁場有關(guān)，還與被磁化的鐵磁性材料的性質(zhì)有關(guān)，B＝μH。第10頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2磁介質(zhì)2.2.1磁介質(zhì)分類能影響磁場的物質(zhì)稱為磁介質(zhì)。各種宏觀物質(zhì)都是磁介質(zhì)。磁介質(zhì)分為：順磁質(zhì)、逆磁質(zhì)（抗磁質(zhì)）和鐵磁質(zhì)。磁粉探傷只適用于鐵磁性材料，通常把順磁性材料和逆磁性材料都列入非磁性材料。

2.2.2磁導(dǎo)率磁感應(yīng)強度B與磁場強度H的比值稱為磁導(dǎo)率，或稱為絕對磁導(dǎo)率，用符號μ表示，表示材料被磁化的難易程度，單位H/mμ不是常數(shù)，隨磁場大小不同而改變，有最大和最小值。真空磁導(dǎo)率μo在真空中，磁導(dǎo)率是常數(shù)，μo＝4π×10-7H/m第11頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

相對磁導(dǎo)率μr材料的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率的比值μr＝μ/μo無單位

此外，磁粉探傷中還用到材料磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率、有效磁導(dǎo)率和起始磁導(dǎo)率。材料磁導(dǎo)率：材料磁導(dǎo)率是在磁路完全處于材料內(nèi)部情況下所測得的B/H，主要用于周向磁化。最大磁導(dǎo)率：在磁化曲線上，B/H值最大時對應(yīng)拐點處的磁導(dǎo)率稱為最大磁導(dǎo)率μm有效磁導(dǎo)率（表觀磁導(dǎo)率）：有效磁導(dǎo)率是指工件在線圈中磁化產(chǎn)生的B與空載線圈產(chǎn)生的H的比值。有效磁導(dǎo)率不完全有材料的性質(zhì)決定，在很大程度上與零件的形狀有關(guān)，它對縱向磁化很重要。起始磁導(dǎo)率：在B和H接近零時測得的磁導(dǎo)率稱為起始磁導(dǎo)率μa。第12頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2.3磁極化強度磁極化強度J：為了衡量物質(zhì)的磁化程度，采用了磁極化強度這個物理量，物質(zhì)的磁化程度愈高，磁極化強度愈大。磁極化強度J表示單位體積內(nèi)分子的磁偶極矩的矢量和。式中j――磁偶極矩，ΔV――單位體積磁極化強度的物理意義是：由于被磁化的鐵磁性材料內(nèi)部存在磁疇，如果在磁介質(zhì)中各點的磁極化強度矢量大小和方向都相同，則該磁化是均勻磁化，否則為非均勻磁化。磁介質(zhì)未被磁化時，＝0，J＝0；磁介質(zhì)被磁化后，，則，J是磁疇磁矩矢量在外加磁場作用下，由無序排列到有序排列。分子磁偶極矩j定向有序排列的程度越高，矢量和的數(shù)值就越大，磁極化強度，矢量J也就越大。2.3鐵磁性材料2.3.1磁疇

鐵磁性材料內(nèi)部自發(fā)磁化的大小和方向基本均勻一致的小區(qū)域稱第13頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月為磁疇，其體積約為10-3mm3

，在這個小區(qū)域內(nèi)，含有大約1012～1015個原子，各原子的磁化方向一致，對外呈現(xiàn)磁性。2.3.2磁化過程用磁疇理論來解釋

當把鐵磁性材料放到外加磁場中去時，磁疇就會受到外加磁場的作用，一是使磁疇磁矩轉(zhuǎn)動，二是使疇壁發(fā)生位移，最后全部磁疇的磁矩方向轉(zhuǎn)向與外加磁場方向一致，鐵磁性材料被磁化，顯示出很強的磁性。高溫情況下，磁體中分子熱運動會破壞磁疇的有規(guī)則排列，使磁體的磁性削弱。超過居里點后，磁性全部消失，變?yōu)轫槾刨|(zhì)。第14頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.3磁化曲線

磁化曲線是表征鐵磁性材料磁特性的曲線，用以表示外加磁場強度H與磁感應(yīng)強度B的變化關(guān)系。

B～H曲線的測繪方法:采用如圖所示的裝置

第15頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月曲線特征：第16頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3.4磁滯回線

飽和磁場強度Bm

矯頑力

Hc

第17頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月典型磁化材料（30CrMnSiA）磁化曲線的認識與應(yīng)用第18頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月鐵磁性材料的特性：高導(dǎo)磁性磁飽和性磁滯性根據(jù)矯頑力Hc大小分為軟磁材料（Hc<=400A/m）和硬磁材料（Hc>=8000A/m）軟磁材料與硬磁材料的特征2.4電流的磁場2.4.1通電圓柱導(dǎo)體的磁場磁場方向：與電流方向有關(guān)，用右手定則確定。磁場大小：安培環(huán)路定律計算根據(jù)上式，通電直長導(dǎo)體表面的磁場強度為：第20頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月H－－磁強強度（A/m）I－－電流強度（A）R－－圓柱導(dǎo)體半徑（m）導(dǎo)體外r處（r>R）和導(dǎo)體內(nèi)部r處（r<R）磁場強度：r>R時r<R時CGS單位制的公式，連續(xù)法（I=8D）和剩磁法（I=25D）經(jīng)驗公式的來源理論計算應(yīng)用直圓柱導(dǎo)體內(nèi)、外及表面的磁場強度分布如右圖所示：第21頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼棒通電法磁化

磁場強度分布特點，交流和直流分布特點，磁感應(yīng)強度的分布特點

第22頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼管通電法磁化用交流和直流電磁化同一鋼管時，鋼管內(nèi)部H=0，B=0，鋼管內(nèi)部沒有磁場存在，磁場是從鋼管內(nèi)壁到表面逐漸上升到最大值。

設(shè)管內(nèi)外半徑分別為R1和R2，通直流電磁化，由安培環(huán)路定律得

（）

()第23頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第24頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼管中心導(dǎo)體法磁化

鋼管中心導(dǎo)體法磁化時，在通電中心導(dǎo)體內(nèi)、外磁場分布與圖2-17相同，由于中心導(dǎo)體為銅棒，其，所以只存在H。在鋼管上由于，所以能感應(yīng)產(chǎn)生較大的磁感應(yīng)強度。并且鋼管內(nèi)壁的磁場強度和磁感應(yīng)強度都比外壁大。理論計算及應(yīng)用第25頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4.2通電線圈的磁場磁場方向：右手定則第26頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月磁場大?。?/p>

空載通電線圈中心的磁場強度可用下式計算第27頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月H－－磁場強度（A/m）N－－線圈匝數(shù)L－－線圈長度（m）D－－線圈直徑（mm）－－線圈對角線與軸線的夾角線圈縱向磁化的磁化力用安匝（IN）來表示。線圈的分類a按結(jié)構(gòu)分電纜纏繞線圈和螺管線圈b按填充系數(shù)低填充中填充高填充c按L/D短螺管線圈L<D有限長螺管線圈L>D

第28頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月線圈內(nèi)磁場分布特點：

在有限長螺管線圈內(nèi)部的中心軸線上，磁場分布較均勻，線圈兩端處的磁場強度為內(nèi)部的1/2左右，見右圖。

第29頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

在線圈橫截面上，靠近線圈內(nèi)壁中心的磁場強度較線圈中心強，見右圖。無限長螺管線圈L>>D

內(nèi)部磁場分布均勻，并且磁場只存在于線圈內(nèi)部，磁力線方向與線圈的中心軸線平行。理論計算

P.21例1例2第30頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5退磁場2.5.1退磁場定義

把鐵磁性材料磁化時，由材料中磁極所產(chǎn)生的磁場稱為退磁場，它對外加磁場有削弱作用，用符號ΔH表示。

退磁場與材料的磁極化強度成正比。

ΔH――退磁場J――磁極化強度μo――真空磁導(dǎo)率N――退磁因子第31頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5.2有效磁場鐵磁性材料磁化時，只要在工件上產(chǎn)生磁極，就會產(chǎn)生退磁場，它削弱了外加磁場，所以工件上的有效磁場用H表示，等于外加磁場減去退磁場。其數(shù)學(xué)表達式為：H――有效磁場（A/m）Ho――外加磁場（A/m）ΔH――退磁場（A/m）

經(jīng)過推導(dǎo)：2.5.3退磁因子NN主要與工件的形狀有關(guān)（L/D），對于完整的閉合的環(huán)形試樣N=0；對于球體，N=0.333；對于圓鋼棒，L/D愈小，N愈大。影響試件退磁場大小的因素：退磁場大小與外加磁場大小有關(guān)，外加磁場增大，退磁場也增大；退磁場與L/D有關(guān)，L/D增大，退磁場減??；工件磁化時，如果不產(chǎn)生磁極，就不會產(chǎn)生退磁場。第32頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月如果工件的截面為非圓形，設(shè)截面面積為S，則有效直徑為：

則

退磁場的計算計算結(jié)果討論：

當L/D<=2時，退磁場影響很大，工件磁化需要很大的外加磁場強度。只有當外加磁場強度Ho遠遠大于有效磁場強度H時，才足以克服退磁場的影響，對工件進行有效的磁化。但實際上通電線圈很難產(chǎn)生上千Oe的外加磁場強度，所以通常采用延長塊將工件接長，以增大L/D值，減小退磁場的影響。第33頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6磁路與磁感應(yīng)線的折射磁力線通過的閉合路徑叫磁路。磁路定律：第34頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6.2磁感應(yīng)線的折射當磁通量從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，它的量不變。但是如果這兩種介質(zhì)的磁導(dǎo)率不同，那么這兩種介質(zhì)中的磁感應(yīng)強度就會不同，方向也會改變，這稱為磁感應(yīng)線的折射，并遵循折射定律：

當磁感應(yīng)線由鋼鐵進入空氣，或者由空氣進入鋼鐵，在空氣中磁感應(yīng)線實際上是垂直的。磁感應(yīng)強度的邊界條件:（方向分量連續(xù)）

（切向分量連續(xù)）第35頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7漏磁場2.7.1漏磁場的形成

所謂漏磁場，就是鐵磁性材料磁化后，在不連續(xù)性處或磁路的截面變化處，磁感應(yīng)線離開和進入表面時形成的磁場。如右圖

圖2－3兩磁極間漏磁場分布第37頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月漏磁場形成的原因，是由于空氣的磁導(dǎo)率遠遠低于鐵磁性材料的磁導(dǎo)率。如果在磁化了的鐵磁性工件上存在著不連續(xù)性或裂紋，則磁感應(yīng)線優(yōu)先通過磁導(dǎo)率高的工件，這就迫使不部分磁感應(yīng)線從缺陷下面繞過，形成磁感應(yīng)線的壓縮。但是，工件上這部分可容納的磁感應(yīng)線數(shù)目也是有限的，又由于同性磁感應(yīng)線相斥，所以，不部分磁感應(yīng)線從不連續(xù)性中穿過，另一部分磁感應(yīng)線遵從折射定律幾乎從工件表面垂直地進入空氣中去繞過缺陷又折回工件，形成了漏磁場。2.7.2缺陷的漏磁場分布

缺陷產(chǎn)生的漏磁場可以分解為水平分量Bx和垂直分量By，水平分量與工件表面平行，垂直分量與工件表面垂直。假設(shè)有一矩形缺陷，則在矩形中心，漏磁場的水平分量有極大值，并左右對稱。而垂直分量為通過中心點的曲線，其示意圖見圖2-32，圖中（a）為水平分量，（b）為垂直分量，如果將兩個分量合成，則可得到如圖（c）所示的漏磁場。

第38頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.3漏磁場對磁粉的作用力漏磁場對磁粉的吸附可看成是磁極的作用，如果有磁粉在磁極區(qū)通過，則將被磁化，也呈現(xiàn)出N極和S極，并沿著磁感應(yīng)線排列起來。當磁粉的兩極與漏磁場的兩極互相作用時，磁粉就會被吸附并加速移到缺陷上去。漏磁場的磁力作用在磁粉微粒上，其方向指向磁感應(yīng)線最大密度區(qū)，即指向缺陷處。見下頁圖2-33。

漏磁場的寬度要比缺陷的實際寬度大數(shù)倍至數(shù)十倍，所以磁痕對缺陷寬度具有放大作用，能將目視不可見的缺陷變成目視可見的磁痕使之容易觀察出來。第40頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖2－33磁粉受漏磁場吸引第41頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月第42頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7.4影響漏磁場的因素（1）外加磁場強度的影響

缺陷的漏磁場大小與工件磁化程度有關(guān)。一般說來，外加磁場強度一定要大于產(chǎn)生最大磁導(dǎo)率μm對應(yīng)的磁場強度Hμm，使磁導(dǎo)率減小，磁阻增大，漏磁場增大。當鐵磁性材料的磁感應(yīng)強度達到飽和值的80%左右時，漏磁場便會迅速增大。第43頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）缺陷位置及形狀的影響a缺陷埋藏深度的影響

影響很大同樣的缺陷，位于工件表面時，產(chǎn)生的漏磁場大；若位于工件的近表面，產(chǎn)生的漏磁場顯著減?。蝗粑挥诠ぜ砻婧苌钐?，則幾乎沒有漏磁場泄漏出工件表面。

b缺陷方向的影響缺陷垂直于磁場方向，漏磁場最大，也最有利于缺陷的檢出；若與磁場方向平行則幾乎不產(chǎn)生漏磁場；當缺陷與工件表面由垂直逐漸傾斜成某一角度，而最終變?yōu)槠叫?，即傾角等于0時，漏磁場也由最大下降至零，下降曲線類似于正弦曲線由最大值降至零值的部分。c缺陷深寬比的影響缺陷的深寬比是影響漏磁場的一個重要因素，缺陷的深寬比愈大，漏磁場愈大，缺陷愈容易發(fā)現(xiàn)。第44頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）工件表面覆蓋層的影響（4）工件材料及狀態(tài)的影響

晶粒大小的影響含碳量的影響熱處理的影響合金元素的影響冷加工的影響第45頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月3磁化方法與磁化電流3.1磁化方法選擇與分類方法磁化方法選擇依據(jù)：磁場方向與缺陷方向垂直選擇磁化方法應(yīng)考慮的因素工件的尺寸大??；工件的外形結(jié)構(gòu)；工件的表面狀態(tài)；根據(jù)工件過去斷裂的情況和各部位的應(yīng)力分布，分析可能產(chǎn)生缺陷的部位和方向，選擇合適的磁化方法。磁化方法的分類根據(jù)工件的幾何形狀，尺寸大小和欲發(fā)現(xiàn)缺陷方向而在工件上建立的磁場方向，將磁化方法一般分為周向磁化、縱向磁化和多向磁化（復(fù)合磁化）。3.2周向磁化方法的選擇及使用中注意事項周向磁化是指給工件直接通電，或者使電流流過貫穿空心工件孔中的導(dǎo)體，旨在工件中建立一個環(huán)繞工件的并與工件軸垂直的周向閉合磁場，用于發(fā)現(xiàn)與工件軸平行的縱向缺陷，即與電流方向平行的缺陷。第46頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月軸向通電法定義：P.32如果工件截面是圓形，便產(chǎn)生圓形磁場；長方形截面則產(chǎn)生橢圓形磁場；電流方向和磁場方向的關(guān)系遵從右手定則。另有直角通電和夾鉗通電法通電法產(chǎn)生打火燒傷的原因及預(yù)防措施；通電法的優(yōu)缺點和適用范圍。P.33中心導(dǎo)體法（芯棒法）定義：P.33是感應(yīng)磁化，可用于檢查空心工件內(nèi)、外表面與電流平行的縱向不連續(xù)性和端面的徑向不連續(xù)性?？招募弥苯油姺ú荒軝z查內(nèi)表面的不連續(xù)性，因為內(nèi)表面的第47頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月磁場強度為零；但用中心導(dǎo)體法能更清晰地發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)表面的缺陷，由于內(nèi)表面比外表面具有更大的磁場強度。導(dǎo)體材料一般用銅棒或鋁棒，當采用鋼棒時，應(yīng)避免與工件接觸而產(chǎn)生磁瀉。中心導(dǎo)體法的優(yōu)缺點和適用范圍。P.34偏置芯棒法適用于中心導(dǎo)體法檢驗時，設(shè)備功率達不到的大型環(huán)和管子的檢驗。偏置芯棒法采用適當?shù)碾娏髦荡呕?，有效磁化范圍約為導(dǎo)體直徑D的4倍。檢查時要轉(zhuǎn)動工件，以檢查整個圓周，并要保證相鄰檢查區(qū)域有10%的重疊。觸頭法（支桿法）定義：P.34觸頭間距75～200mm，兩次應(yīng)重疊25mm。（按標準）當觸頭間距為200mm時，通以800A的交流電，則有效的磁化范圍寬度約為（3L/8+3L/8），如圖3-6P.35。在兩觸頭的連線上，產(chǎn)生的磁場強度最大，愈遠離該連線，磁場強度愈小。第48頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月觸頭法不適用于拋光工件，觸頭材料用鋼或鋁，不用銅，因為銅會滲入工件。也可用低熔點的Al-Sn合金。觸頭法的優(yōu)缺點和適用范圍。P.35平行電纜法（標準已刪掉）是將電纜放在被檢部位（如焊縫）附近進行局部磁化的方法，如P.45圖3-29示。用于發(fā)現(xiàn)與電纜平行的不連續(xù)性。使用注意：a通電電纜應(yīng)緊貼于被檢工件表面或焊縫邊緣。b返回電流的電纜應(yīng)盡量遠離受檢表面，以防不同方向的磁場互相抵消。c電纜應(yīng)絕緣并防止與工件接觸。其優(yōu)缺點。P.43感應(yīng)電流法把環(huán)形工件當成變壓器的次級線圈，當交流電在閉合回路上產(chǎn)生交變磁通時，由于磁通變化在工件上產(chǎn)生感應(yīng)電流對工件進行磁化的方法，也叫磁通貫通法。感應(yīng)電流法配合一個輔助的有相移的交流勵磁電流，可以顯示出工件表面上各個方向的不連續(xù)性，這是感應(yīng)電流的復(fù)合磁化形式。第49頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月感應(yīng)電流法的優(yōu)點：P.36感應(yīng)電流法適用于直徑與壁厚之比大于5的薄壁環(huán)形件、齒輪和不允許產(chǎn)生電弧及燒傷的工件。環(huán)形工件繞電纜法3.3縱向磁化方法的選擇及使用中注意事項縱向磁化是指將電流通過環(huán)繞工件的線圈，使工件沿縱長方向磁化的方法，工件中的磁力線平行于線圈的中心軸線。用于發(fā)現(xiàn)與工件軸垂直的周向缺陷。利用電磁軛和永久磁鐵磁化，使磁力線平行于工件縱軸的磁化方法也是縱向磁化。

將工件置于線圈中進行縱向磁化，稱為開路磁化，開路磁化在工件兩端產(chǎn)生磁極，因而產(chǎn)生退磁場。將工件夾在電磁軛的兩極之間，對工件進行整體磁化，或利用便攜式電磁軛或永久磁鐵的兩極與工件接觸，使工件得到局部磁化，稱為閉路磁化，閉路磁化不產(chǎn)生退磁場。

第50頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月1線圈法：定義P.37包括螺管線圈法和繞電纜法兩種。線圈法縱向磁化的要求a、L/D≥2b、工件的縱軸平行于線圈的軸線c、工件緊貼線圈內(nèi)壁放置磁化d、長工件分段磁化，10%的重疊e、有效磁化區(qū)的確定f、對于工件截面復(fù)雜的，用（S為截面面積）取代Dg、對于大型工件，采用繞電纜法第51頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月線圈法的優(yōu)缺點：P.39快速斷電的影響快速切斷施加于線圈中的三相全波整流電，使通過工件中的磁場迅速消逝為零，在工件內(nèi)部形成非常大的低頻渦流，同時在工件表面建立一種封閉的環(huán)形磁場，稱為“快速斷電效應(yīng)”，利用這種效應(yīng)，有利于檢測工件端面的徑向不連續(xù)。2磁軛法是用固定式電磁軛兩磁極夾住工件進行整體磁化，或用便攜式電磁軛兩磁極接觸工件表面進行局部磁化，用于發(fā)現(xiàn)與兩磁極連線垂直的不連續(xù)性。在磁軛法中，工件不閉合磁路的一部分，在磁極間對工件感應(yīng)磁化，所以磁軛法也稱為極間法，屬于閉路磁化，如圖3-17和圖3-18P.39。磁軛法分為整體磁化和局部磁化。第52頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月整體磁化的要求：a磁極截面大于工件截面b工件與電磁軛之間應(yīng)無空氣隙c極間距大于1m時，磁化效果不好d形狀復(fù)雜而且較長的工件，不宜采用整體磁化。局部磁化的要求：a有效磁化范圍的確定b工件上的磁場分布c活動關(guān)節(jié)的影響d通過測量提升力來控制探傷靈敏度e磁極與工件間隙的影響f交流電的趨膚效應(yīng)的影響g直流電對近表面的靈敏度較高h直流電磁軛不適用厚工件的探傷I永久磁鐵的使用磁軛法的優(yōu)缺點和適用范圍。P.403.4多向磁化多向磁化：指通過復(fù)合磁化，在工件中產(chǎn)生一個大小和方向隨時間第53頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月成圓形、橢圓形或螺旋形變化的磁場。因為磁場的方向在工件上不斷地變化著，所以可發(fā)現(xiàn)工件上所有方向的缺陷。多向磁化是根據(jù)磁場強度疊加原理，在工件中某一點的磁場強度等于幾種磁化方法在該點分別產(chǎn)生的磁場的矢量和，或者是不同方向的磁場在工件上的輪流交替磁化。

1交叉磁軛法使用交叉磁軛可在工件表面產(chǎn)生選擇磁場，可以一次檢測出工件表面所有方向的缺陷，檢測效率高。第54頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月

旋轉(zhuǎn)磁場形成的原理：用兩個幅值相等、相互交叉、并具有一定電流相位差的交流磁場對工件磁化，其矢量合成的磁場為隨時間變化的旋轉(zhuǎn)磁場，在平面上的軌跡呈圓形或橢圓形。旋轉(zhuǎn)磁場只能用于連續(xù)法檢驗。2直流磁軛與交流通電法工件用直流電磁軛進行縱向磁化，并同時用交流通電法進行周向磁化，如P.42圖3-25所示。直流電磁軛產(chǎn)生的縱向磁場Hx＝Ho，大小保持不變，交流通電法產(chǎn)生的周向磁場，大小隨時間變化，其合成磁場是一個在±45°之間不斷擺動的螺旋形磁場，所以又叫擺動磁場。交流磁場值比直流磁場值愈大，則擺動的范圍愈大。3有相移的整流電磁化法在工件的兩個互相垂直的方向上同時通以不同相位的單項半波整流電，或者在采用三相電源時，其中兩個單相半波整流電流在工件的兩個互相垂直的方向上通過，另一個單相半波整流電流通入繞在第55頁，課件共61頁，創(chuàng)作于2023年2月工件上的線圈中，均可使工件得到復(fù)合磁化。3.5磁化電流3.5.1磁化電流分類磁粉探傷采用的磁化電流有交流電、整流電（包括單相半波整流電、單相全波整流電、三相半波整流電和三相全波整流電）、直流電和沖擊電流，其中最常用的磁化電流是交流電、單相半波直流電和三相全波整流電。3.5.2交流電概念：峰值、有效值、平均值、趨膚效應(yīng)、趨膚深度（穿透深度）交流電的趨膚效應(yīng)：導(dǎo)體表面電流密度大，內(nèi)部電流密度小產(chǎn)生的原因是電磁感應(yīng)產(chǎn)生了渦流。電流從表面值下降到1/e≈0.37的深度稱為趨膚深度，可由下式求出：

――磁導(dǎo)率――電導(dǎo)率