[发明专利]一种消除焊接残余应力的方法

权利要求书

1.一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第1步，首先计算焊接件的温度分布场；根据温度分布场，计算焊接残余应力在焊缝周围的分布和大小；

步骤2：对焊接部件施加外力和力矩，使焊接部件产生塑性变形，以消除第1步中计算的焊接残余应力。

2.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，第1步中采用方法A或者方法B获得焊接件的温度分布场：

方法A：采用Fluent软件共轭换热流体力学法获得焊接件的温度分布；

方法B：采用ANSYS软件固体力学法获得焊接件的温度分布。

3.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，第1步中，在ANSYS软件结构力学计算分析中，读取刚刚焊接完成的焊接件的温度分布场，在结构力学中进行降温计算，确定焊缝周围温度焊接残余应力大小和分布。

4.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，第2步中在ANSYS软件中进行模拟，利用材料的非线性应力应变曲线，通过调整外力大小和加力位置，在垂直于焊缝方向上产生残余压应力，使得产生塑性变形在大小和方向上消除了焊接残余应力；

然后，所获得的外力大小和加力位置实际施加到焊接接头旁侧的焊接部件上，使焊接部件产生塑性变形，以消除步骤1中计算的焊接残余应力。

5.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，加载的外力和力矩是通过设定0.5％～1％的线性变形和0.5％～1％°的角度变形来完成的。

6.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，焊接件有塑性金属焊接而成；所述塑形金属为低碳钢、镍洛合金或奥氏体不锈钢。

7.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，焊接件为板与板焊接形成；对两个板沿垂直于焊缝方向施加外力，产生线性变形；并对板施加力矩，使板与板之间的角度变化产生塑性角度变形；消除第1步中计算的焊接残余应力。

8.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，焊接件为转子和转子焊接形成；在焊缝两侧预留环形的工艺结构，通过液压装置对环形结构轴向施压，这个轴向方向的压力会对焊缝产生弯矩；这个压力和弯距消除转子外侧的焊接残余应力；或者直接沿焊接转子两端轴向施加压缩外力消除转子外侧的焊接残余应力。

9.根据权利要求1所述的一种消除焊接残余应力的方法，其特征在于，焊接件为管道与管道焊接形成；通过液压装置，在管道焊缝两侧径向施加压力使管道产生径向位移，抵消了管道的焊接残余应力，使得管道内侧产生压应力；或者直接沿焊接管道两端轴向施加压缩外力消除第1步中计算的焊接残余应力。