焊接结构的形成是一个复杂的冶金过程,且焊接结构在工作中会受到拉压、疲劳、高温、腐蚀等影响,这些因素都会导致应力集中和焊接缺陷的产生,造成焊接结构的失效和断裂。金属磁记忆检测技术是一种新型且绿色环保的无损检测技术,是基于地磁场作用下铁磁试件的力磁效应,对受载试件的宏观缺陷和应力集中程度进行早期诊断,从而预防灾难事故的发生。因此将磁记忆检测技术与焊缝检测相结合,在焊缝的质量评定方面将具有广阔的应用前景。本文基于磁记忆检测技术,主要从试验研究和理论研究两方面探索焊接工艺、材料匹配和焊接缺陷对焊接结构的力学性能、磁性能及疲劳寿命的影响,在不同的弹塑性变形阶段建立相应的磁记忆特征评价参数,为磁记忆检测技术在焊缝应力磁化规律以及缺陷定量评价方面做出基础性研究。对不同焊接电流下的Q235钢焊接构件和不同材料(Q235、45#、40Cr)匹配下的焊接构件进行射线检测、拉伸试验和磁记忆信号测量,探索了不同应力作用下试件的力学性能和磁记忆信号变化规律。试验结果表明,不同焊接电流焊接的试件具有不同的力学性能,且拉伸过程中磁记忆信号变化规律与低碳钢焊件屈服强度和抗拉强度之间有密切的关系;不同材料匹配的良好焊接构件具有不同的力学性能和磁记忆特征,匹配状况、力学性能和磁记忆信号特征具有内在的联系,且焊接强度和断裂位置与材料匹配状况有关。研究发现,依据金属磁记忆检测技术的基本原理,采用不同应力作用下的平均磁信号信息和磁信号梯度信息,运用双参数信息融合技术,可以有效判定焊缝的力学性能和强度匹配问题。该研究成果可为磁记忆检测技术在碳钢焊缝质量评价方面的应用提供借鉴。对含有不同隐形损伤的40Cr焊板进行射线检测、疲劳试验和正交磁记忆信号测量,探索试件在疲劳应力作用下磁记忆信号的变化特征。试验结果表明:单一测量方式下的磁特征值不能表征焊板在疲劳循环载荷下的变化特征,所得结论存在偶然性;研究发现,可用磁场矢量梯度积分特征和磁场矢量合成梯度特征来评价焊板的疲劳损伤过程,并建立以磁场矢量梯度特征为损伤参量的疲劳损伤模型,从而可以较准确的对含有隐形损伤焊接构件的疲劳寿命进行评估。基于微磁学理论和能量最小原理,对金属磁记忆的检测机理展开研究。研究表明:构件表面的磁场强度变化可通过内部能量的转变来体现。通过对缺陷区的磁畴固定结点内的磁化强度矢量的分布计算可得,其磁化强度的水平分量具有最大值,垂直分量出现明显非线性变化,即存在“过零点”现象;为进一步对该理论分析进行验证,对平板对接焊缝进行磁记忆信号测量,所得试验结果与理论保持一致,即构件缺陷处漏磁场变化特征与内部磁化强度矢量的变化特征保持一致,因此通过微磁学原理分析表明,利用金属磁记忆检测技术对焊缝质量进行评价,具有一定可行性。