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HotWorkingTechnology2020,Vol.49,No.11
大型管板结构焊接残余应力的预测与消除
陈爱国s耿军^黄亚军％逯世杰2,邓德安2
(1.中国葛洲坝集团机械船舶有限公司，湖北宜昌443002;2.重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044)
摘要：基于有限元软件MSC.Marc开发了2D轴对称热-弹-塑性有限元模型，用于预测其大型管板结构多层多
道焊的焊接温度场和残余应力。之后以此焊接残余应力为初始条件，利用所开发的模型，研究了焊后热处理对焊接残余
应力的消除情况；同时研究了在热处理过程的保温阶段是否考虑蠕变对焊后热处理后残余应力消除情况的影响。结果
表明，该大型管板结构的焊缝及热影响区附近存在较大的焊接残余应力；通过焊后热处理工艺，可以显著地降低焊接产
生的高拉伸应力，但对于焊接压缩应力的影响较小；以环向应力为例，在考虑蠕变的情况下，可以使高拉伸应力的峰值
降低86%,而在不考虑蠕变的情况下，只能降低60%;焊接残余应力的释放主要发生在升温阶段，而在降温阶段应力有
所升高；在考虑蠕变时，保温阶段焊接残余应力得到一定的释放，在不考虑蠕变时，保温阶段应力保持不变。
关键词：大型管板结构；焊接残余应力；焊后热处理;数值模拟；蠕变
DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.
中图分类号：TG404文献标识码：A文章编号：1001-3814(2020)11-0136-06
PredictionandEliminationofWeldingResidualStress
inLargePipe-sheetStructure
CHENAiguo,GENGJun1,HUANGYajun,LUShijie2,DENGDean2
(1.ChinaGezhoubaGroupMachineryShipCo.,Ltd.,Yichang443002,China;2.SchoolofMaterialScienceand
Engineering,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)
AbstractBasedonMSC.Marcsoftware,a2：Daxisymmetricthermo-elastic-plasticfiniteelementmodelwasdeveloped
topredicttheweldingtemperaturefieldandresidualstressofmulti-passweldinginalargepipe-sheetstructure.Thenusingthe
weldingresidualstressastheinitialcondition,theeffectofpost-weldheattreatment(PWHT)onweldingresidualstress
eliminationwasstudiedbyusingthedevelopedmodel.Atthesametime,theeffectofcreepontheresidualstresselimination
afterpost-weldheattreatmentwasstudiedintheheatpreservationstageofheattreatmentprocess.Theresultsshowthatthere
islargeweldingresidualstressn
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