上海沪工阀门厂(团体)无限公司
(注:接上一篇《全焊接阀体管线球阀焊接讨论宁静评价(媒介)》)
二、影响阀体焊缝宁静性的身分
1. 焊缝根部应力集合
因为全焊接球阀阀体拆卸瞄准和定位请求,在焊缝根部存在一条环形拆卸隙缝,这将致使在阀体焊缝根部呈现较大的应力集合。经由过程无限元阐发计较,20in,600Lb 球阀阀体,在 10MPa 任务压力下,能够较着地察看到在焊缝根部呈现较大应力集合,其根部 Von misese 应力到达 275MPa,已跨越 A105 材料的屈就强度,到达一般任务应力 3 倍摆布。
2. 焊缝残留应力阐发
如前所述,焊接残留应力是因为在施焊时,焊件上产生不平均的温度场,焊缝及其四周地区温度急剧下降,不平均的温度场产生的不平均的缩短,焊接残留应力由此产生。而月.全焊接阀体焊接讨论为典范的厚壁多层焊缝,焊接热影响区履历频频屡次升温—冷却,形成该地区晶粒构造粗大,组成焊接讨论韧性软弱区。
按照阀体材料及焊接电流、焊接速率等焊接工艺参数,可接纳热弹塑性无限元法计较全焊接阀体的焊接残留应力散布。由计较可知,阀体的最大焊接残留应力到达 407MPa,远远跨越 A105 材料的屈就强度。

图 1a 阀体轴向残留应力计较和丈量值的比拟(焊接残留应力沿差别标的目的的仿真散布成果与测试成果)

图 1b 阀体周向残留应力计较和丈量值的比拟(焊接残留应力沿差别标的目的的仿真散布成果与测试成果)

图 1c 阀体厚度标的目的的残留应力散布曲线(焊接残留应力沿差别标的目的的仿真散布成果与测试成果)
图 1a、图 1b 别离为焊接剩余轴向应力,焊接残留环向应力的实测与计较成果。从图可知,最大轴向应力及周向应力均在阀体厚壁圆筒焊缝中间地位的外表面,残留应力为拉应力,而内外表为压应力。图 1c 为焊接残留应力沿焊缝厚度标的目的上的散布。从图 1 一样可知,最大焊接残留轴向、周向计较应力可到达 A105 材料的抗拉强度。
综上所述,在任务压力下,因为焊缝根部的环形拆卸隙缝,将致使焊缝根部产生 3 倍于任务应力的应力集合;厚壁焊缝的焊接残留应力已到达阀体材料抗拉强度,危及阀体布局宁静。是以,按照标谁请求经由过程焊后热处置,可细化焊缝及热影响区晶粒,下降焊接残留应力值,进步焊接布局断裂韧度。但因为全焊接阀体球阀布局的特别性,全焊接阀体不能停止焊后热处置。
是以,须要研讨有用的非热时效方式和焊接讨论免焊后热处置能够性的实验方式与迷信根据。
(全文未完,请看下一篇《全焊接阀体管线球阀焊接讨论宁静评价(CTOD 实验和论断)》)