焊接残余应力的测定方法

铁磁物质具有磁致伸缩效应，当焊件中有残余应力时，就如同焊件受到约束一样，使得磁致伸缩受到阻碍，导致磁导率发生变化，而磁导率的变化与应力之间存在着线性关系，磁性应力测定法就是通过测量焊件某一范围内各个方向的导磁率与未被焊接的同类材料的磁导率，然后根据磁导率的变化计算出焊接区域的残余应力。

磁性应力测定法简单易操作且成本较低，其测定精度取决于标定精度、探头尺寸、探头和待测表面的耦合情况以及材料的不均匀性。但是该方法只能用于铁磁材料的应力测定，这限制了它的应用范围。

超声波对应力较为敏感，按照声弹性理论，当超声波直接通过焊件时，可以通过声速的变化来反映焊件中的应力。通过超声纵波和超声横波与应力的换算关系（见公式（1））来计算出焊件中的应力。

式中：V_T0、V_L0分别是应力为零时各向异性固体中超声横波速度和超声纵波速度，V_T1、V_T2分别是超声波在各向同性固体中超声横波速度，V_L是超声波在各向同性固体中超声纵波速率；σ1，σ2分别为两个方向的主应力；S_T为横波声应力常数；S_L为纵波声应力常数。

超声波应力测定法适用于应力水平较高的样品，这是因为在应力水平较低时，声速不仅与应力有关还与温度也有关，只有将温度控制在常温且温度变化量几乎为零时，才能在低应力水平下精确测量应力值。

存在宏观残余应力的物体，在较小的体积范围内的弹性应变是均匀的。当晶体受弹性应变时，晶面间距会发生改变，依据布拉格定律2dsinθ=nλ（λ为入射波波长），通过测定衍射角2θ来计算出衍射晶面间距d。

在一束射线照射范围内应该有足够多的晶粒，且所选定的某一晶面的法线在空间呈均匀连续分布，通过测量衍射晶面法线与试样表面法线之间的夹角Ψ，可以运用公式（2）来计算残余应力。

其中σ为应力值，K为应力常数。

中子衍射法比较适合大工程部件的残余应力测量，可以作为非常有效的体探针和研究手段。