Wie entmagnetisiert man Metall? Etwas, das Sie wissen müssen

Wir alle kennen das Problem: Schrauben bleiben beim Schrauben fest. Immer wenn wir eine Schraube festziehen wollen, bleibt sie im Schraubendreher hängen und lässt sich nicht mehr so ​​leicht lösen. Das macht uns immer verrückt. Das mag harmlos klingen, aber im Metall verbleibt eine unsichtbare Kraft, die im großen Maßstab verschiedene Probleme verursacht. Dieses Phänomen nennt man Magnetisierung, und es gibt viele Möglichkeiten, sie zu beseitigen. Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie die Magnetisierung beseitigen oder Metall entmagnetisieren.

Was ist Entmagnetisierung?

Entmagnetisierung bedeutet im Grunde, dass die Anziehungskraft eines Metalls verloren geht und es nicht mehr an anderen Metallteilen haftet. Magnetische Metalle bilden Feldlinien um sich herum. Vereinfacht ausgedrückt: Sie sitzen in einer Klasse und alle Schüler blicken zur Tafel. Gleichmäßige Feldlinien bedeuten magnetisch. Sitzen die Schüler hingegen zufällig in verschiedene Richtungen, bedeutet das, dass sie nicht magnetisch sind. Ersteres ist unser Ziel.

Abb. 1: Magnetisierung vs. Entmagnetisierung

Wie Teile bei der Bearbeitung magnetisiert werden

Teile werden nicht durch Magie magnetisiert. Es gibt immer ein Phänomen oder einen Grund dafür. Hier sind einige häufige Gründe:

Tabelle 1 – Magnetisierung aufgrund verschiedener Mechanismen

Probleme durch Restmagnetismus

Restmagnetismus in bearbeiteten Teilen kann verschiedene Probleme verursachen, darunter:

• An den bearbeiteten Teilen bleiben Späne haften und zerstören die schöne Oberfläche der Metallteile.
• Die Messgeräte liefern falsche Messwerte, da magnetische Linien das Werkzeug stören.
• Beim Schweißen ist ein Lichtbogenschlag zu beobachten, der darauf schließen lässt, dass der Lichtbogen durch Restmagnetismus verzerrt wird.

Abb. 2 – Verschiedene Nägel und Späne, die durch das Schleifen am Teil haften

Typische Akzeptanzgrenzen für das Restfeld

Jede Branche hat unterschiedliche Akzeptanzgrenzen für magnetische Restfelder. Die folgende Tabelle gibt einige allgemeine Akzeptanzgrenzen an.

Tabelle 2 – Anwendungen und maximale Akzeptanz des Restfelds

Wie funktioniert die Entmagnetisierung?

Die Entmagnetisierung erfolgt also, wenn Sie die ausgerichteten magnetischen Domänen im Metallteil stören. Das bedeutet, dass Sie die einheitliche Richtung der Feldlinien ändern, was zur Entmagnetisierung führt.

Prinzip der Entmagnetisierung

Wie oben erläutert, wirken einige Domänen in ausgerichteter Position wie kleine Magnete. Durch eine externe Methode werden diese Domänen aus der Position gebracht und so die magnetische Kraft des Metalls aufgehoben. Dies ist das Prinzip der Magnetisierung.

Wechselfeldzerfall

Die am häufigsten verwendete Methode ist der Wechselfeldzerfall. Wie wir alle wissen, hat Wechselstrom viele Zyklen bzw. Richtungen pro Sekunde. Man kann sich an die positive und negative Sinuswelle erinnern. Diese Richtungswechsel verändern auch die magnetischen Domänen im Metall. Durch die langsame Reduzierung des Stroms werden alle Domänen aus der Reihe geworfen, was zu einer Entmagnetisierung führt.

Grundlagen der Wärmeentmagnetisierung

Eine weitere Methode zum Entfernen der Magnetisierung ist das Erhitzen des Metallteils. Die Curietemperatur ist für jedes Metall unterschiedlich. Erreicht die Temperatur diesen Punkt, verliert das Metall seine gesamte Magnetisierungskraft. Dies wirkt sich aber auch auf andere Faktoren wie die Festigkeit usw. des Metalls aus.

Zum besseren Verständnis:

Abb. 3 – Magnetfeld eines Magneten

1- AC-Entmagnetisierungsmethode (Wechselstrom)

Dies ist dasselbe wie der oben erwähnte Wechselfeldabfall. Kurz gesagt, Wechselstrom verändert die Gleichmäßigkeit der magnetischen Domänen, indem er sie hin und her dreht und den Strom langsam parallel dazu reduziert. Dadurch bleiben die Domänen in zufälligen Richtungen, wenn der Strom endet.

Wählen Sie den richtigen Entmagnetisierer

Jedes Metallteil hat unterschiedliche Größe, Form und Eigenschaften. Daher ist es wichtig, den richtigen Entmagnetisierer zu finden. Sehen wir uns einige gängige Entmagnetisierer an.

Tabelle 3 – Arten von Entmagnetisierern

Richten Sie das Teil für eine vollständige Abdeckung aus

Achten Sie beim Entmagnetisieren darauf, dass Sie das Teil langsam drehen und es auch mehrmals durch die Tunnelspule führen, um eine vollständige und gleichmäßige Magnetisierung zu gewährleisten.

Rampen Sie das Feld auf Null herunter

Achten Sie darauf, dass Sie beim Durchführen des Metallteils durch den Entmagnetisierer damit beginnen, den Strom Seite für Seite zu reduzieren, sodass die magnetischen Domänen in unterschiedliche Richtungen weisen, wenn der Strom sehr niedrig wird.

Überprüfen Sie den Restmagnetismus

Nach der Entmagnetisierung kann man nie davon ausgehen, dass das Teil vollständig entmagnetisiert ist. Verwenden Sie zur Sicherheit immer das Gaußmeter und überprüfen Sie den Messwert von mehreren Seiten. Wenn das Gaußmeter einen Messwert anzeigt, wiederholen Sie den Entmagnetisierungsvorgang erneut.

Abb. 4 – Schema einer einfachen AC-Entmagnetisierungsmethode

2- Impulsentmagnetisierung (kapazitive Entladung)

Bei manchen hartnäckigen Teilen funktioniert die Wechselstrom-Entmagnetisierung nicht. Hier kommt die Impulsmagnetisierung zum Einsatz. Dabei handelt es sich in der Regel um einen starken Energiestoß, der die magnetischen Domänen im Metallteil destabilisiert.

Wählen Sie die richtige Spule

Die Wahl der richtigen Spule ist wichtig, da sie zu Ihrem Teil passen muss. Oder das Teil muss leicht durchgehen. Dies ist aufgrund der richtigen Durchdringung entscheidend.

Pulsenergie und -abnahme einstellen

Sie sollten mit einer niedrigen Pulsenergie beginnen und diese bei Bedarf erhöhen. Ein kontrollierter langsamerer Abfall ist wirksamer als eine hohe Pulsenergie, da er besser entmagnetisieren kann als eine hohe.

Steuerung Heizung und Sicherheit

Ein hoher Impuls kann das Teil sehr schnell erhitzen und ist daher gefährlich. Außerdem können sich durch die Erwärmung die Eigenschaften des Teils verändern. Bedenken Sie daher vor dem Fortfahren einige der Konsequenzen und Sicherheitsfaktoren.

Überprüfen Sie den Restmagnetismus

In diesem Fall dasselbe wie oben, nachdem die magnetische Kraft vom Metallteil entfernt wurde. Verwenden Sie ein Gaußmeter, um sicherzustellen, dass der gesamte Magnetismus entfernt wurde, bevor Sie fortfahren.

Abb. 5 – Diagramm der Impulsentmagnetisierung

3- Entmagnetisieren ohne Spezialausrüstung

Falls Sie nicht über spezielle Geräte verfügen, können Sie Teile dennoch entmagnetisieren. Im Folgenden werden einige Methoden erläutert:

Erstellen Sie eine einfache AC-Schleife

Sie können eine einfache Wechselstromschleife bauen, um Metall zu entmagnetisieren. Wickeln Sie dazu etwas Draht um das Werkstück. Nehmen wir zum Beispiel eine Welle. Wickeln Sie Draht darum, schließen Sie ihn an Wechselstrom an und ziehen Sie die Welle langsam durch die Schleife, wodurch ein abklingendes Wechselstromfeld entsteht. Sicherheit hat dabei oberste Priorität, da Strom durch die Drahtschleife und die Welle fließt.

Hitze mit Vorsicht verwenden

Erhitzen Sie das Metall langsam mit einem Lötbrenner, bis es stumpf heiß ist. Dies ist normalerweise bei Stahl der Fall. Dadurch kann das Teil entmagnetisiert werden, aber die Wärmebehandlungseigenschaften werden zerstört.

Tippen oder vibrieren Sie das Teil

Eine einfache Methode besteht darin, mit einem Hammer oder einem anderen Gegenstand langsam auf das Metallteil zu schlagen. Dadurch werden Vibrationen erzeugt, die die magnetischen Domänen im Teil destabilisieren.

Versuchen Sie es mit einem Batterie- und Spulen-Setup

Die einfachste Methode ist diese. Sie ist die gleiche wie die Wechselstrom-Drahtschleife. Verwenden Sie anstelle von Wechselstrom eine 9-V-Batterie und bauen Sie eine Spule auf. Bewegen Sie das Teil langsam hindurch, um die Magnetisierung des Metallteils zu verringern.

Abb. 6 – Einfache Entmagnetisierungstechniken ohne Spezialwerkzeuge

Entmagnetisieren vor dem Schweißen und NDT

Einer der wichtigsten Schritte beim Schweißen ist die Entmagnetisierung der zu schweißenden Teile. Dasselbe gilt für die zerstörungsfreien Prüfverfahren. Wir erklären, warum das wichtig ist.

Warum müssen Sie vor dem Schweißen entmagnetisieren?

Magnetisiertes Metall kann bekanntlich die Stromrichtung verändern. Wenn beim Schweißen ein Lichtbogen entsteht, verändert magnetisiertes Metall die Richtung des Schweißlichtbogens, was zu unvollständiger Verschmelzung und Porosität im Metall führt.

Kontrollieren Sie den Lichtbogen beim Schweißen

Die Kontrolle des Lichtbogens ist beim Schweißen sehr wichtig. Deshalb werden die oben genannten Techniken zunächst verwendet, um das Metallteil zu entmagnetisieren. Nachdem das zu schweißende Metall vollständig magnetisiert ist, beginnt der Schweißvorgang.

Erfüllen Sie die NDT-Restfeldgrenzen

NDT-Techniken wie die Magnetpulverprüfung erfordern sauberes oder entmagnetisiertes Metall. Die Magnetisierung sollte unter 3 Gauß liegen, da sonst echte Defekte verborgen oder falsche erzeugt werden können.

Abb. 7 – Magnetpulverprüfung

Erdung und Befestigungen optimieren

Auch die Erdung des zu schweißenden Metallteils kann den Schweißvorgang erleichtern. Durch die Erdung wird das Metall weniger magnetisiert und das Schweißen kann beginnen. Versuchen Sie jedoch immer, das Metall zuerst zu entmagnetisieren.

Wie entmagnetisiert man Metall?

Schauen wir uns einige reale Szenarien an, mit denen wir in unserem täglichen Leben konfrontiert werden. Wie das Entmagnetisieren von Metallrohren zum Schweißen, Stahlstücken und Schrauben:

So entmagnetisieren Sie Metallrohre zum Schweißen

• Machen Sie eine Spule, die groß genug ist, um das Metallrohr problemlos hindurchzustecken.
• Führen Sie das Metallrohr mehrmals hin und her
• Drehen Sie auch das Rohr
• Reduzieren Sie für ein optimales Ergebnis auch die Spulenleistung nebeneinander.

So entmagnetisieren Sie ein Stück Stahl

• Betrachten wir einen kleinen Stahlblock
• Hierfür eignet sich am besten ein Magnetisierer vom Jochtyp.
• Schieben Sie den Jochmagnetisierer mehrmals über die Oberfläche des Stahlstücks
• Überprüfen Sie am Ende mit dem Gaussmeter, ob die Entmagnetisierung erfolgt ist.

Wie entmagnetisiert man einen Haufen Schrauben und andere Befestigungselemente?

• Für Schrauben oder Bolzen die in der Regel klein sind
• Sammeln Sie sie in einer nichtmagnetischen Schale.
• Führen Sie den Handmagnetisierer von oben durch.
• Für eine bessere Abdeckung schütteln oder umrühren Sie die Schale.

Entmagnetisieren von Metallen: Was Sie je nach Material erwarten können

Jedes Material verhält sich aufgrund unterschiedlicher Eigenschaften anders. Bei der Materialauswahl müssen wir sorgfältig überlegen, welche Anwendung das Material erfordert. Achten Sie immer auf die Umgebung, in der das Material funktioniert, da es durch die oben genannten Methoden wie Schleifen oder Polieren leicht magnetisiert wird.

Magnetismus ferromagnetischer Metalle

Ferromagnetische Metalle sind die einzigen Materialien, die dauerhaft magnetisiert werden können. Dazu gehören Eisen, Nickel, Kobalt usw. Diese sind am schwierigsten vollständig zu entmagnetisieren.

Kohlenstoffstahl/legierter Stahl

Dies sind sehr häufig vorkommende magnetische Materialien. Sie haben ein sehr starkes Feld, lassen sich aber auch mithilfe der Wechselstrom- oder Impulsmethode leicht entmagnetisieren.

Edelstahl: Austenitisch vs. Ferritisch

Hier liegt die Überraschung. Austenit und Ferrit sind beides unterschiedliche Phasen von Stahl. Der entscheidende Punkt ist jedoch, dass Austenitphasen wie 304/316 nicht magnetisch sind. Bei der Kaltbearbeitung werden sie jedoch leicht magnetisch. Ferritischer Stahl hingegen ist bereits magnetisch und lässt sich nur schwer entmagnetisieren.

Werkzeugstahl, PM-Legierungen

Werkzeugstahl oder pulverförmige Metalllegierungen sind sehr hart. Sie sind zudem hochmagnetisch und lassen sich nur schwer entmagnetisieren. Eine Entmagnetisierung kann durch Impulsentmagnetisierung erreicht werden.

Wie man Restmagnetismus misst und nachweist

Mit dem Gaußmeter kann Restmagnetismus gemessen und nachgewiesen werden. Es wird in allen Branchen eingesetzt und vor allem von Qualitätskontrollingenieuren als Protokoll verwendet.

Abb. 8 – Ein digitales Gaussmeter

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Entmagnetisierung ein wichtiger Aspekt bei der Verwendung von Metallteilen in der Industrie ist. Da magnetische Materialien beim Schweißen oder bei zerstörungsfreien Prüfverfahren viele Probleme verursachen können, ist die Entfernung des Magnetismus sehr wichtig. Methoden wie Wechselstrom- oder Impulsentmagnetisierung kommen zum Einsatz. Ein Gaußmeter wird zur Überprüfung der Magnetisierung von Materialien verwendet. Dies dient der Sicherheit und Zuverlässigkeit verschiedener Anwendungen.

Warum werden Werkstücke magnetisiert?

Werkstücke werden durch viele Bearbeitungsprozesse magnetisiert. Dazu gehören Schleifen, Polieren usw. Sie werden magnetisiert, wenn sich durch die Bearbeitung die magnetischen Domänen im Material ausrichten und die Eigenschaften des Magnetismus zeigen.

Bei welcher Temperatur wird Metall entmagnetisiert?

Es gibt eine bestimmte Temperatur, die Curietemperatur genannt wird. Bei Stahl liegt sie bei etwa 770 °C. Jedes Metall hat seine eigene Curietemperatur.

Warum wird Edelstahl nach der Kaltbearbeitung magnetisiert?

Austenitische Edelstähle wie 304 oder 316 sind nicht magnetisch, werden jedoch leicht gebogen oder kaltbearbeitet. Die Oberfläche des Metalls wird leicht magnetisiert, wobei sich die magnetischen Domänen ausrichten.