王增勇
徐彥霖 劉尊偉 劉 穎高壓儲氣罐是由兩個(gè)鍛造成形的上、下半球殼經(jīng)機械加工后，由電子束焊對接焊接而成的長(cháng)圓橢球形薄壁容器，所用材料為
HR2。其對接法蘭在焊接前后必然存在一定量的加工殘余應力。殘余應力的存在對焊接結構件的抗疲勞性能及強度都會(huì )產(chǎn)生不良影響。本實(shí)驗是利用X射線(xiàn)實(shí)驗應力分析技術(shù)的2q - sin2y 法，對儲氣罐焊縫區的焊前、焊后應力值進(jìn)行比較研究。通過(guò)對工件的加工殘余應力進(jìn)行監控以分析和預測儲氣罐容器的機械性能。 在測試中通過(guò)精選X2001型應力分析儀的測試參數，控制測點(diǎn)的水平定位，并采用兩個(gè)對稱(chēng)位置上的高靈敏度線(xiàn)性固態(tài)圖像探測器進(jìn)行數據采集，衍射強度輪廓的漂移利用互相關(guān)方法的一個(gè)或多個(gè)傾斜入射光束的德拜環(huán)直徑加以確定。這些方法使測試精度大為提高，數據重復性較好。通過(guò)對不同批次的7組儲氣罐上下件法蘭邊的機加殘余應力進(jìn)行對比測試發(fā)現：在機械加工過(guò)程中，雖然加工工藝相同，由于操作參數的不確定性，使上下件的殘余應力值差異較大，其總分布為200～700MPa。在儲氣罐焊后對焊縫中心及其兩側熱影響區的殘余應力進(jìn)行測試。測試結果表明：（
1）在焊前具有一定的受拉初應力的工件，在進(jìn)行電子束焊接時(shí)，由于受拉初應力的作用，使焊區溫度迅速超過(guò)600℃的部分金屬易于達到塑性狀態(tài)并相互融合，使其中的應力降低以致初應力狀態(tài)的內力平衡遭到破壞，導致應力重新分布， 在冷卻時(shí)產(chǎn)生新的應力狀態(tài)。而熱影響區的材料也因溫度升高而產(chǎn)生一定程度的塑性變形使其應力發(fā)生松弛，使焊后應力值較焊前有不同程度的降低，并因夾具夾緊程度的不同而使一些焊縫中心的殘余應力性質(zhì)改變?yōu)閴嚎s應力。這說(shuō)明焊縫中心的殘余應力值除了與焊前的殘余應力狀態(tài)有關(guān)外，還與焊接參數和夾具的夾緊程度有關(guān)。（2）儲氣罐焊縫區的殘余應力分布呈U形分布，即焊縫中心應力值較低，熱影響區的應力值較高，其值一般在400MPa以?xún)?，都遠小于材料的屈服強度值（ss約450MPa）。測試結果說(shuō)明該類(lèi)儲氣罐具有較安全的使用性能。
