对于机械应力消除法对焊接残余应力的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第45卷第9期机械工程学报Vo1．45NO．92009年9月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGSep．2009DoI：1O．3901／JME．2009．09．291机械应力消除法对焊接残余应力的影响徐济进陈立功倪纯珍(上海交通大学材料科学与工程学院上海200240)摘要：大直径全焊接阀体球阀制造的最后一道工序是焊接，由于采用橡胶圈密封，为防止密封圈的损坏，导致密封性能降低，焊后不能采用焊后热处理消除焊接残余应力。为了控制阀体焊接残余应力，选择机

2、械应力消除法，建立阀体机械应力消除法的加载压力与时间的关系曲线，采用有限元分析和试验相结合的方法，研究机械应力消除法对焊接残余应力的影响。机械应力消除法前后采用盲孔法测量阀体外表面的残余应力。结果表明，采用二维轴对称有限元法可以模拟机械应力消除法过程，机械应力消除法可以降低阀体外表面轴向应力和环向应力的峰值，使残余应力分布更加均匀，可以作为焊后热处理的替代工艺。关键词：机械应力消除法焊接残余应力有限元法全焊接阀体球阀中图分类号：TG404EffectofMechanicalStressRelievingM

3、ethodonWeldingResidualStressXUJijinCHENLigongNIChunzhen(SchoolofMaterialsScienceandEngmeering，ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240)Abstract：Forbigdiameterfullweldedbodyballvalve，weldingisthelastprocess．Becauseitissealedwithrubbergrommet，inordertoprev

4、entthegrommetfromdamagingandassurlethetightness．post-weldheattreatment(PWHT)methodcannotbeusedtorelievetheresidualstress．Therefore，mechanicalstressrelievingmethod(MSR)isselectedtocontroltheweldingresidualstressofvalvebedyandtherelationshipbetweenloadandti

5、meisestablished．Theefectofmechanicalstressrelievingme~odontheweldingresidualstressisresearchedthroughbothfmiteelementmethod(FEM)andtest．Theresidualstresseson’theoutersurfaceofvalveb0dyaremeasuredusingtheblindholedrillingmethodbeforeandafterwelding．Theresu

6、ltsshowthatthemechanicalstressrelievingmethodCanbesimulatedby2-Daxisymmetricfiniteelementmethod．MSRtreatmentcalldecreasethepeakvalueofaxialresidualstressesandhoopresidualstressesontheoutersurfaceandmaketheresidualstressesdistributionmoreuniform．MSRtreatme

7、ntCallreplacethePWHTmethodtorelievetheresidualstress．Keywords：MechanicalStreSSrelievingmethodWeldingresidualstressesFiniteelementmethodFullwelded—bodyballvalve寸稳定性。因此，一直以来，焊接学者们不断的探0前言索对焊接残余应力和变形的控制、调整和减小的工艺方法和措施。焊接残余应力和变形，一直是国内外焊接学者根据ASME压力管道规范B311r2J和我国

8、钢制压们关注的焦点问题。自从出现焊接技术以来，人们力容器焊接规程L3J的要求，当材料厚度大于38InlTl就已经注意到在焊接结构的生产、制造过程中不可时，需对其进行焊后热处理(Postweldheattreatment，避免的产生焊接残余应力和变形【l】。焊接残余应力PWHT)，其目的是去氢、消除焊接残余应力和恢复和变形不但可能引起焊接工艺缺陷，而且在一定条材料塑性。和其他方法相比，焊后热处理消除焊接残余应力被认为是最有效的【