焊縫根部應(yīng)力集中

由于全焊接球閥閥體裝配對準(zhǔn)和定位要求，在焊縫根部存在一條環(huán)形裝配縫隙，這將導(dǎo)致在閥體焊縫根部出現(xiàn)較大的應(yīng)力集中。通過有限元分析計(jì)算，20in-600Lb球閥閥體，在10MPa工作壓力下，可以明顯地觀察到在焊縫根部出現(xiàn)較大應(yīng)力集中，其根部Von m isese應(yīng)力達(dá)到275MPa，已超過A105材料的屈服強(qiáng)度sS=250MPa，達(dá)到正常工作應(yīng)力3倍左右。

焊縫殘余應(yīng)力分析

焊接殘余應(yīng)力是由于在施焊時(shí)，焊件上產(chǎn)生不均勻的溫度場，焊縫及其附近區(qū)域溫度急劇升高，不均勻的溫度場產(chǎn)生的不均勻的膨脹，焊接殘余應(yīng)力由此產(chǎn)生。而且全焊接閥體焊接接頭為典型的厚壁多層焊縫，焊接熱影響區(qū)經(jīng)歷反復(fù)多次升溫-冷卻，造成該區(qū)域晶粒組織粗大，構(gòu)成焊接接頭韌性薄弱區(qū)。

根據(jù)閥體材料及焊接電流和焊接速度等焊接工藝參數(shù)，可采用熱彈塑性有限元法計(jì)算全焊接閥體的焊接殘余應(yīng)力、焊接殘余軸向應(yīng)力、焊接殘余環(huán)向應(yīng)力和焊接殘余應(yīng)力沿焊縫厚度方向上的分布（圖2、圖3）。從圖可知，閥體的最大焊接殘余應(yīng)力達(dá)到407MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過A105材料的屈服強(qiáng)度S=250MPa。最大焊接殘余軸向應(yīng)力及周向應(yīng)力均在閥體厚壁圓筒焊縫中心位置的外表面，殘余應(yīng)力為拉應(yīng)力，而內(nèi)表面為壓應(yīng)力。最大焊接殘余軸向、周向計(jì)算應(yīng)力可達(dá)到A105材料的抗拉強(qiáng)度b=480MPa。

(a) 有限元模型 (b) 焊接殘余應(yīng)力

閥體有限元模型與焊接殘余應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

(a)閥體軸向殘余應(yīng)力計(jì)算和測量值的比較 (b)閥體周向殘余應(yīng)力計(jì)算和測量值的比較 (c)閥體厚度方向的殘余應(yīng)力分布曲線

焊接殘余應(yīng)力沿不同方向的仿真分布結(jié)果與測試結(jié)果

在工作壓力下，由于焊縫根部的環(huán)形裝配縫隙，將導(dǎo)致焊縫根部產(chǎn)生3倍于工作應(yīng)力的應(yīng)力集中。厚壁焊縫的焊接殘余應(yīng)力已達(dá)到閥體材料抗拉強(qiáng)度，危及閥體結(jié)構(gòu)安全。因此，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求通過焊后熱處理，可細(xì)化焊縫及熱影響區(qū)晶粒，降低焊接殘余應(yīng)力值，提高焊接結(jié)構(gòu)斷裂韌性。但由于全焊接閥體球閥結(jié)構(gòu)的特殊性，全焊接閥體不能進(jìn)行焊后熱處理。需要研究有效的非熱時(shí)效方法∀12#和焊接接頭免焊后熱處理可能性的試驗(yàn)方法與科學(xué)依據(jù)。

文章資訊由全焊接球閥,全焊接球閥廠家浙江亞一閥門有限公司整理發(fā)布了解更多詳情歡迎咨詢：13818724868

 

浙江亞一閥門(全焊接球閥供應(yīng)商),公司生產(chǎn)銷售全焊接球閥,直埋式全焊接球閥，焊接法蘭球閥，氣動(dòng)全焊接球閥，硬密封蝶閥等閥廠家,提供的全焊接球閥價(jià)格優(yōu)惠歡迎來電咨詢：0577-67310507

聯(lián)系人：楊國輝

電話：0577-67310507  0577-67980507    400-8296-818 

傳真：0577-67310508 

Q  Q：200756880

郵編：325105

網(wǎng)址：http://rdqstkhlm.cn/

地址：浙江省溫州市東甌工業(yè)區(qū)