Как размагнитить металл? Что нужно знать

Каждый из нас сталкивался с проблемой застревания шурупов в отвёртке. Всякий раз, когда мы пытались затянуть шуруп, он застревал в отвёртке и не поддавался лёгкому выкручиванию. Эта проблема всегда сводит нас с ума. Это может показаться безобидным, но внутри металла остаётся невидимая сила, которая вызывает различные масштабные проблемы. Это явление называется намагничиванием, и существует множество способов от него избавиться. В этой статье мы рассмотрим, как избавиться от намагничивания, или, как ещё говорят, размагнитить металл.

Что такое размагничивание?

Размагничивание, по сути, заключается в том, что металл теряет притяжение, и он не прилипает к другим металлическим предметам. Если металл магнитный, он создаёт вокруг себя линии поля. Проще говоря, представьте себе, что вы находитесь в классе, и все ученики смотрят на доску. Равномерные линии поля означают наличие магнитного поля. С другой стороны, если ученики сидят хаотично и смотрят в разные стороны, это означает отсутствие магнитного поля. Первый вариант – это то, что нам нужно.

Рис. 1: Намагничивание и размагничивание

Как детали намагничиваются при обработке

Детали не намагничиваются под действием магии. За этим всегда стоит какое-то явление или причина. Давайте рассмотрим некоторые распространённые причины:

Таблица 1. Намагничивание, вызванное различными механизмами

Проблемы, вызванные остаточным магнетизмом

Остаточная намагниченность в обработанных деталях может вызывать ряд проблем, в том числе:

• Стружка начинает прилипать к обработанным деталям и портить красивую отделку металлических деталей.
• Приборы будут давать неверные показания, поскольку магнитные линии создают помехи для инструмента.
• Во время сварки наблюдается флуктуация дуги, которая возникает из-за остаточного магнетизма.

Рис. 2. Различные гвозди и стружки, прилипшие к детали в результате шлифования.

Типичные допустимые пределы для остаточного поля

В каждой отрасли промышленности существуют свои допустимые пределы остаточных магнитных полей. В таблице ниже приведены некоторые общие допустимые пределы.

Таблица 2. Приложения и максимальное остаточное поле приема

Как работает размагничивание?

Итак, размагничивание происходит, когда вы нарушаете выравнивание магнитных доменов в металле. Это означает, что вы изменяете направление линий поля, что и вызывает размагничивание.

Принцип размагничивания

Как обсуждалось выше, некоторые домены, выровненные таким образом, действуют подобно маленьким магнитам. Поэтому каким-то внешним способом мы разъединяем эти домены, что лишает металл магнитных свойств. Это и есть принцип намагничивания.

Распад переменного поля

Самый распространённый метод, используемый многими, — это метод затухания переменного поля (AC decay). Как мы все знаем, переменный ток имеет множество циклов или направлений в секунду. Вспомните синусоидальную волну, меняющую направление с положительного на отрицательное. Эта смена направления также изменяет магнитные домены внутри металла, и постепенное уменьшение тока приводит к их рассогласованию, что вызывает размагничивание.

Основы теплового размагничивания

Другой метод снятия намагниченности — нагрев металлической детали. Существует температура, называемая температурой Кюри, которая различна для каждого металла. Когда температура достигает этой точки, металл теряет всю намагниченность. Однако это также влияет на другие характеристики, такие как прочность и т.д.

Для лучшего понимания:

Рис. 3. Магнитное поле магнита

1- Метод размагничивания переменным током (переменный ток)

Это то же самое, что и упомянутое выше затухание переменного поля. Короче говоря, переменный ток изменяет однородность магнитных доменов, вращая их вперёд и назад и медленно уменьшая ток рядом друг с другом. Благодаря этому домены остаются в некоторых случайных направлениях после прекращения действия тока.

Выберите правильный размагничиватель

Каждая металлическая деталь имеет свой размер, форму и свойства. Поэтому выбор подходящего размагничивающего устройства крайне важен. Давайте рассмотрим некоторые распространённые размагничивающие устройства.

Таблица 3- Типы размагничивающих устройств

Расположите деталь так, чтобы она полностью покрылась

При размагничивании обязательно вращайте деталь медленно, а также пропускайте ее через туннельную катушку несколько раз, чтобы обеспечить полное и плавное намагничивание.

Уменьшите поле до нуля

Пропуская металлическую деталь через размагничиватель, обязательно начинайте уменьшать ток параллельно друг другу, чтобы, когда ток станет совсем слабым, магнитные домены были в разных направлениях.

Проверка остаточного магнетизма

После размагничивания никогда нельзя быть уверенным, что деталь полностью размагничена. В качестве меры предосторожности всегда используйте гауссметр и проверяйте показания с нескольких сторон. Если гауссметр показывает показания, повторите процесс размагничивания.

Рис. 4. Схема простого метода размагничивания переменным током.

2-Импульсное размагничивание (емкостный разряд)

Существуют некоторые трудноизвлекаемые детали, на которые размагничивание переменным током не действует. Поэтому для этих целей используется импульсное намагничивание. Обычно это мощный импульс энергии, дестабилизирующий магнитные домены в металлической детали.

Выберите правильную катушку

Правильный выбор катушки крайне важен, поскольку она должна соответствовать вашей детали. В противном случае деталь должна легко проходить сквозь неё. Это крайне важно для правильного проникновения.

Установить энергию импульса и затухание

Начните с низкой энергии импульса и увеличивайте её при необходимости. Контролируемое, более медленное затухание даёт лучший результат, чем импульс с высокой энергией, поскольку оно может размагнитить более эффективно.

Управление отоплением и безопасностью

Сильный импульс может очень быстро нагреть деталь, что опасно. Кроме того, из-за нагревания могут измениться свойства детали, поэтому, прежде чем приступать к работе, помните о возможных последствиях и мерах безопасности.

Проверка остаточного магнетизма

В этом случае то же самое, что и выше, после снятия магнитного поля с металлической детали. Перед продолжением работы убедитесь с помощью гауссметра, что магнитное поле полностью снято.

Рис. 5. График импульсного размагничивания

3- Размагничивание без специального оборудования

Даже если у вас нет специального оборудования, размагнитить детали всё равно можно. Рассмотрим несколько методов ниже:

Создайте простую петлю переменного тока

Вы можете сделать простую петлю переменного тока для размагничивания металла. Обмотайте проволокой деталь. Возьмём, к примеру, вал. Обмотайте проволокой, подключите её к источнику переменного тока и медленно протягивайте вал через петлю, создавая затухающее переменное поле. Но безопасность здесь превыше всего, поскольку ток проходит через проволочную петлю и вал.

Используйте тепло с осторожностью

Медленно нагревайте металл паяльной лампой до полного нагревания. Обычно это происходит со сталью. Это может размагнитить деталь, но ухудшит её термообрабатывающие свойства.

Постучите или вибрируйте деталь

Один из простых методов — медленно ударять по металлической детали молотком или другим посторонним предметом. Это создаст вибрации, дестабилизирующие магнитные домены в детали.

Попробуйте схему с батареей и катушкой

Самый простой способ — этот. Тот же, что и с петлей переменного тока. Вместо источника переменного тока используйте 9-вольтовую батарейку и соберите катушку. Медленно перемещайте деталь через неё, ослабляя намагниченность металлической детали.

Рис. 6. Простые методы размагничивания без специальных инструментов.

Размагничивание перед сваркой и неразрушающим контролем

Один из важнейших этапов сварки — размагничивание свариваемых деталей. То же самое относится и к методам неразрушающего контроля. Давайте обсудим, почему это важно.

Зачем нужно размагничивать перед сваркой?

Как известно, намагничивание металла может изменить направление тока. Поэтому при возникновении дуги во время сварки намагниченный металл изменяет её направление, вызывая неполное сплавление и пористость металла.

Контроль за дутьем дуги в месте сварки

Контроль дутья дуги имеет большое значение при сварке. Поэтому вышеперечисленные методы применяются для предварительного размагничивания металлической детали. После того, как свариваемый металл полностью намагничивается, он поступает на сварку.

Соответствие пределам остаточного поля неразрушающего контроля

Методы неразрушающего контроля, такие как магнитопорошковая дефектоскопия, требуют чистого или размагниченного металла. Магнитная индукция должна быть менее 3 гаусс, так как она может скрыть реальные дефекты или создать ложные.

Рис. 7. Магнитопорошковая дефектоскопия

Оптимизация заземления и креплений

Заземление свариваемой металлической детали также может облегчить процесс сварки. Заземление уменьшает намагниченность металла, что позволяет выполнять сварку. Однако всегда старайтесь предварительно размагнитить металл.

Как размагнитить металл?

Давайте рассмотрим несколько реальных ситуаций, с которыми нам приходится сталкиваться в повседневной жизни. Например, размагничивание металлических труб для сварки, стальных деталей и винтов.

Как размагнитить металлическую трубу для сварки

• Сделайте достаточно большую катушку, чтобы через нее можно было легко продеть металлическую трубу.
• Пропустите металлическую трубу вперед и назад много раз.
• Также поверните трубу
• Также уменьшайте мощность катушки параллельно для достижения наилучшего результата.

Как размагнитить кусок стали

• Давайте рассмотрим небольшой кусок стали.
• Для этого лучше всего подойдет намагничиватель ярмового типа.
• Проведите намагничиватель ярмового типа по поверхности стальной детали много раз.
• В конце проверьте с помощью гаусс-метра, происходит ли размагничивание.

Как размагнитить кучу винтов и других креплений?

• До винты или болты которые обычно маленькие
• Соберите их в немагнитный лоток.
• Пропустите ручной намагничиватель через верхнюю часть.
• Встряхните или перемешайте содержимое лотка для лучшего покрытия.

Размагничивание металлов: чего ожидать в зависимости от материала

Каждый материал ведёт себя по-разному из-за своих свойств. При выборе материала необходимо тщательно продумать, какой материал требуется для конкретной области применения. Всегда учитывайте условия, в которых материал будет работать, поскольку материалы легко намагничиваются из-за вышеупомянутых методов, таких как шлифовка или полировка.

Магнетизм ферромагнитных металлов

Ферромагнитные металлы — единственные материалы, способные к постоянному намагничиванию. К ним относятся железо, никель, кобальт и т. д. Их сложнее всего полностью размагнитить.

Углеродистая/легированная сталь

Это очень распространённые магнитные материалы. Они создают очень сильное поле, но их также легко размагнитить, в том числе переменным током или импульсным методом.

Нержавеющая сталь: аустенитная и ферритная

Вот тут-то и начинается сюрприз. Аустенит и феррит — это разные фазы стали. Но главное, что аустенитные фазы, такие как 304/316, немагнитны. Но при холодной обработке они становятся слегка магнитными. В то время как ферритная сталь изначально магнитна, и её трудно размагнитить.

Инструментальная сталь, порошковые сплавы

Инструментальная сталь или порошковые металлические сплавы очень твёрдые. Они также обладают сильными магнитными свойствами, и их очень трудно размагнитить. Для их размагничивания можно использовать импульсное размагничивание.

Как измерить и доказать остаточный намагниченность

Гауссметр — это прибор, который можно использовать для измерения и подтверждения остаточного намагничивания. Он широко используется во всех отраслях промышленности, в частности, инженерами по контролю качества в качестве протокола.

Рис. 8. Цифровой гаусс-метр

Заключение

В заключение следует отметить, что размагничивание является одним из важных аспектов при использовании металлических деталей в промышленности. Поскольку магнитные материалы могут создавать множество проблем при сварке или неразрушающем контроле, устранение намагниченности крайне важно. Используются такие методы, как размагничивание переменным током или импульсное размагничивание. Для проверки намагниченности материалов используется гауссметр. Это необходимо для обеспечения безопасности и надежности различных применений.

Почему заготовки намагничиваются?

Заготовки намагничиваются в результате множества процессов механической обработки, включая шлифование, полирование и т.д. Они намагничиваются, когда в результате механической обработки магнитные домены внутри материала выстраиваются в линию, проявляя свойства магнетизма.

Какая температура размагнитит металл?

Существует определённая температура, называемая температурой Кюри. Для сталей она составляет около 770°C. У каждого металла своя температура Кюри.

Почему нержавеющая сталь намагничивается после холодной обработки?

Аустенитные нержавеющие стали, такие как 304 или 316, немагнитны, но при лёгком изгибе или холодной обработке поверхность металла слегка намагничивается, и магнитные домены выстраиваются в линию.