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焊接應(yīng)力消除設(shè)備 焊接應(yīng)力消除設(shè)備對(duì)焊趾進(jìn)行沖擊，可以快速修復(fù)焊趾的缺陷，降低應(yīng)力集中，并伴隨其壓應(yīng)力區(qū)的作用可以在一定程度上降低焊趾邊未受沖擊焊縫的殘余應(yīng)力；焊接應(yīng)力消除設(shè)備能以每秒2萬(wàn)次的頻率沿焊縫方向沖擊焊趾部位，使之產(chǎn)生較大的壓縮塑性變形，使焊趾處發(fā)生圓滑的幾何過(guò)渡，大大降低應(yīng)力集中；消除焊趾處表層的微小裂紋和熔渣缺陷

蠕變應(yīng)力松弛理論為熱處理消除焊接殘余應(yīng)力提供了另一條思路，工件在較低溫度時(shí)會(huì)發(fā)生蠕變，材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力會(huì)因應(yīng)力松弛而得到釋放，只要保溫時(shí)間足夠長(zhǎng)，理論上殘余應(yīng)力可完全消除。在低溫消除焊接殘余應(yīng)力時(shí)，材料的組織和性能變化甚微，幾乎不影響材料的使用性能，而且低溫處理材料表面的氧化和脫碳也比較小。

3、殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)仿真結(jié)果表明，固態(tài)相變對(duì)焊接殘余應(yīng)力的分布和大小有顯著影響，而軟化效應(yīng)則能夠降低軟化區(qū)的縱向殘余應(yīng)力峰值。這些結(jié)論為優(yōu)化焊接工藝提供了重要的理論依據(jù)，有助于提高焊接接頭的性能和壽命。

基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應(yīng)力分析及選材優(yōu)化 張 彥，許 典，趙希芳 ( 南京電子技術(shù)研究所，江蘇 南京 210039)摘 要：分析了某多層堆疊模塊的焊接殘余應(yīng)力，討論了各功能層不同選材、焊接順序?qū)δK殘余應(yīng)力的影響，并給出了優(yōu)化方案。

3、殘余應(yīng)力預(yù)測(cè)仿真結(jié)果表明，固態(tài)相變對(duì)焊接殘余應(yīng)力的分布和大小有顯著影響，而軟化效應(yīng)則能夠降低軟化區(qū)的縱向殘余應(yīng)力峰值。這些結(jié)論為優(yōu)化焊接工藝提供了重要的理論依據(jù)，有助于提高焊接接頭的性能和壽命。

只做熱：沒(méi)有熱–力耦合的應(yīng)力演化，無(wú)法預(yù)測(cè)殘余場(chǎng)；只做力：沒(méi)有真實(shí)的溫度歷程驅(qū)動(dòng)，熱應(yīng)變與材料退化無(wú)從談起。工程意義：快速評(píng)估工藝窗口（功率/焊速/熱源形參）對(duì)峰溫、HAZ、殘余應(yīng)力與翹曲的影響；用自動(dòng)化腳本把“手工建?！弊兂伞翱蓮?fù)用流程資產(chǎn)”，支撐 DOE/靈敏度/優(yōu)化。

圖11 熱處理之退火處理 靜載荷加壓，就是使工件產(chǎn)生整體或局部、甚至微區(qū)的塑性變形來(lái)調(diào)整工件的殘余應(yīng)力。例如大型壓力容器，在焊接之后，在其內(nèi)部加壓，即所謂的“脹形”，使焊接接頭發(fā)生微量塑性變形，以減小焊接殘余應(yīng)力。

工藝流程包括：倒角的機(jī)械加工，中間層焊接，然后進(jìn)行多道次的連續(xù)焊接操作，熱應(yīng)力消除處理（TTD），最后再次進(jìn)行機(jī)械加工。 圖2 02 研究主旨 MSNS計(jì)劃是EDF-CEA-AREVA三方的合作項(xiàng)目。

焊接接頭焊后熱處理應(yīng)用最廣的是高溫回火、正火及固熔化處理。高溫回火可以解決因焊接和變形給壓力容器質(zhì)量帶來(lái)的不良影響。 1、焊后熱處理可以松弛焊接殘余應(yīng)力 隨著熱處理溫度升高和保溫時(shí)間延長(zhǎng)，焊接區(qū)殘余應(yīng)力相應(yīng)降低，當(dāng)溫度升高到超過(guò)550℃，殘余應(yīng)力可以認(rèn)為完全消除。不過(guò)保溫時(shí)間影響不如溫度升高影響來(lái)的明顯。

三、焊后熱處理 焊后熱處理可以消除殘余應(yīng)力防止變形也就是說(shuō)可以松弛焊接殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸和形狀。

可以考慮實(shí)際焊裝工藝的各種場(chǎng)景的模擬，通過(guò)對(duì)工裝夾具、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數(shù)，以及焊接之后的冷卻、消除應(yīng)力的熱處理等因素的仿真，對(duì)實(shí)際焊接過(guò)程的焊接變形、焊接殘余應(yīng)力、焊接熱影響區(qū)、熔池等進(jìn)行虛擬評(píng)定，從而對(duì)焊接工藝優(yōu)化。幫助用戶獲得最優(yōu)的焊裝工藝解決方案。

02通過(guò)Digimat-MAP的工藝映射功能，將接頭焊接工藝過(guò)程的殘余應(yīng)力結(jié)果映射到結(jié)構(gòu)有限元網(wǎng)格上（Digimat-MAP也支持將變形場(chǎng)和溫度場(chǎng)的映射），最終導(dǎo)出映射完成的殘余應(yīng)力關(guān)鍵字。03耦合結(jié)構(gòu)仿真分析軟件MSC Nastran，通過(guò)istress關(guān)鍵字引入焊接殘余應(yīng)力完成最終結(jié)構(gòu)分析，從而考慮焊接殘余應(yīng)力的影響。

采用Simufact Welding，工程師們能夠復(fù)現(xiàn)擺臂的焊接過(guò)程，并獲得焊接殘余應(yīng)力。通過(guò)結(jié)合疲勞分析和基于Simufact Welding得到的結(jié)果——焊接殘余應(yīng)力，開(kāi)裂問(wèn)題可以成功重現(xiàn)。為減少焊接殘余應(yīng)力和關(guān)鍵接頭的焊接變形，工程師將焊接順序進(jìn)行了調(diào)整，并將改進(jìn)后的焊接工藝在Simufact Welding中進(jìn)行了分析。

爆炸法消除焊接殘余應(yīng)力：是將炸藥特制成膠帶狀，在設(shè)備的內(nèi)壁粘在焊接接頭表面上，其機(jī)理與錘擊法消除焊接殘余應(yīng)力相同。據(jù)說(shuō)此法可以彌補(bǔ)錘擊法消除焊接殘余應(yīng)力的一些不足之處，但是，有單位在兩個(gè)條件相同的液化石油汽儲(chǔ)罐上分別采用整體熱處理和爆炸法消除焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，一年后開(kāi)罐檢查發(fā)現(xiàn)前者焊接接頭完好如初，而經(jīng)爆炸法消除焊接殘余應(yīng)力儲(chǔ)罐的焊接接頭則出現(xiàn)許多裂紋。