消除大型結(jié)構(gòu)件焊接畸變的焊后熱處理工藝

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(中油國家石油天然氣管材工程技術(shù)研究中心有限公司， 陜西 西安 710000)

某大型焊接結(jié)構(gòu)件是在原有鑄造的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)后得出的新產(chǎn)品。與原有的鑄造工藝相比，焊接而成的結(jié)構(gòu)件，其壁厚和幾何尺寸不受限制，對于大型結(jié)構(gòu)件可以分段制成部件，現(xiàn)場組焊，結(jié)構(gòu)更加靈活且生產(chǎn)方便。然而焊接工藝以及焊縫數(shù)量多在這種厚壁結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用，產(chǎn)生的焊接殘余應(yīng)力與過大的焊接畸變影響結(jié)構(gòu)的尺寸精度，從而使得裝配達(dá)不到工藝要求，并且降低結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力。因此，預(yù)測進(jìn)而控制焊接畸變，降低或消除殘余應(yīng)力對于保證大型焊接結(jié)構(gòu)件的加工質(zhì)量，提高其使用安全性，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

對于大型焊接結(jié)構(gòu)件焊后熱處理的有限元數(shù)值分析，Kumar-Krishnasamy等[1]和樊睿智等[2]均對構(gòu)件進(jìn)行焊后熱處理數(shù)值模擬，得到滿意的結(jié)果，并對熱處理工藝的選取提供了一定的參考依據(jù)。陳志華等[3]對大型球罐的熱處理過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，而且對于改進(jìn)后加裝反射板的大型球罐整體熱處理進(jìn)行相關(guān)分析研究，最終達(dá)到了相關(guān)的熱處理工藝要求，提升了整體熱處理質(zhì)量。

本文通過對大型焊接結(jié)構(gòu)件進(jìn)行焊接過程有限元分析，并制定了幾種熱處理工藝方案，對幾種熱處理工藝優(yōu)劣性進(jìn)行了對比，得到了較優(yōu)的熱處理工藝，從而完成對實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中大型結(jié)構(gòu)熱處理溫度和保溫時(shí)間的最佳熱處理方案的制定，所選用的熱處理工藝成功地預(yù)測并控制了焊接畸變，進(jìn)而為實(shí)際控制焊接畸變提出若干合理的建議。……