层间温度对9％Cr热强钢管道多层多道焊接头残余应力的影响

摘要：

使用有限元法研究了不同层间温度(IPT)时,在9％Cr热强钢管道多层多道焊接头残余应力演化中马氏体相变作用的差异,揭示了层间温度对残余应力作用的机理.结果表明,提高层间温度可以显著降低接头内的残余拉应力,特别是管道中部区域焊缝(WM)内的残余拉应力降低明显.其机理主要有2方面:一是提高层间温度可保留较高含量的奥氏体,屈服强度低的奥氏体在冷却时积累的残余拉应力较低;二是高的层间温度阻止了马氏体相变在每道焊道焊完后立即进行,从而避免了马氏体相变降低拉应力的效果被后焊焊道的焊接热循环所消除和在随后焊道的焊接热循环中重新积累较大的拉应力.层间温度对9％Cr热强钢管道多层多道焊残余应力分布的影响取决于热收缩和马氏体相变的综合作用,当层间温度较低(低于马氏体转变终了温度Mt)时,热收缩占主导作用,此时接头的大部分区域以残余拉应力为主,只在末道焊道焊缝及其热影响区(HAZ)内形成较大的压应力;当层间温度较高(高于马氏体转变开始温度Ms)时,马氏体相变占主导作用,此时接头以残余压应力为主.

关键词：9、Cr热强钢、多层多道焊、层间温度、残余应力、数值模拟

所属期刊栏目：54

分类号：TG404(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金项目Nos.51374153和51574181及四川省科技计划项目No.2018JY0668

在线出版日期：2019-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1767-1776