热焊工艺对Q235钢焊接残余应力的影响

   2020-09-01 互联网中国铸造网13510
核心提示:焊接过程由于高度集中的瞬时热输入引起材料不均匀的弹塑性变形,焊后将产生相当大的焊接残余应力;而焊接残

焊接过程由于高度集中的瞬时热输入引起材料不均匀的弹塑性变形,焊后将产生相当大的焊接残余应力;而焊接残余应力会严重影响制造过程本身和焊接结构的使用性能,它将直接影响压力容器的使用寿命。因此,采取各种有效的措施将焊接残余应力减少或者焊后将其消除,可以增加设备的使用安全性,提高设备的使用寿命,使相关装备的制造水平提高到一个新的高度,具有很重要的现实意义和经济意义。热焊工艺是一种新的调整残余应力的焊接方法,可以有效降低焊接残余应力。

实验选用石化设备常用材料Q235钢,制作成5块相同尺寸(150mm×100mm×14mm)的试板(编号分别为:1#、2#、3#、4#、5#),其中间带有V型坡口,坡口不开到底部而留3mm余量,焊缝宽度为10mm。焊接电压为36V,焊接电流110A,焊接速度140mm/min。1#试板在室温下进行焊接,焊后自然冷却;2#、3#、4#、5#试板焊前先分别加热到300、500、600和650℃,然后保持在此温度进行焊接,焊后立即放入保温棉中进行保温缓冷。用小盲孔法测量各试件焊接残余应力。

从各试板焊接残余应力测量结果可以看出,在焊缝区及其周围存在着高焊接残余拉应力,且纵向应力大于横向应力。1#试板其焊缝周围残余应力平均值为:纵向σx=188.96MPa,横向σy=95.79MPa;2#试板其焊缝周围焊接残余应力平均值与1#试板相比,残余应力值显著降低,下降幅度:纵向为46.4%,横向为45.8%;3#试板与1#试板相比,残余应力值下降幅度:纵向为66%,横向为66.4%;4#试板与1#试板相比,残余应力值下降幅度:纵向为74%,横向为73.9%;5#试板与1#试板相比,残余应力值下降幅度:纵向为82.4%,横向为81.8%。实验结果表明,采用热焊方法进行焊接能够有效降低焊接残余应力,且加热温度越高,焊接残余应力降低效果越好。(榕霖)


 
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