高温焊接对2.25Cr1Mo钢焊接残余应力的影响

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焊接残余应力是由于焊接部位局部高温加热，在焊缝及其附近区域产生不均匀的弹塑性形变从而残存于焊接构件内的应力。焊接过程中产生的残余拉应力往往是造成设备损坏的最根本原因之一。因此，为了保证焊接结构的使用安全性，提高设备的使用寿命，最大限度地降低或消除焊接残应力是十分必要的。高温焊接工艺是一种新的调整和消除残余应力的焊接方法，可以有效降低焊接残余应力。

实验材料为2.25Cr1Mo钢，制成3块相同尺寸（150mm×100mm×14mm）的试板，中间开有V型坡口，焊缝宽度选定为10mm。（焊接电压36V，焊接电流140A，焊接速度140mm/min）。焊接过程中，第一块试板在室温下正常焊接，焊接后自然冷却（标记为1）；第二块试板先用加热炉加热到750℃，然后进行焊接并且焊接过程中尽量保持温度750℃不变，焊后自然冷却，此即高温焊接工艺（标记为2）；第三块试板加热到850℃，焊接过程同试板2（标记为3）。焊完3块试板后，用小盲孔法测量其焊接残余应力。

结果表明，在焊缝区及其周围存在着高残余拉应力，且纵向应力σx大于横向应力σy。对于2.25Cr1Mo材料，经750℃高温焊接的试板，其焊缝周围焊接残余应力值与正常焊接的试板相比，横向、纵向的残余应力显著降低，残余应力值下降幅度分别是：纵向59.4%，横向58.8%；经850℃高温焊接的试板，其焊缝周围焊接残余应力值与正常焊接的试板相比，残余应力值下降幅度分别是：纵向69.9%，横向69.6%。

通过在不同温度下对2.25Cr1Mo试板进行高温焊接，表明高温焊接工艺能有效降低构件的焊接残余应力，并且高温焊接的温度越高，试件的焊接残余应力降低的幅度越大。