[发明专利]一种能够在制造现场测试焊接残余应力的方法

摘要

本发明提供了一种能够在制造现场测试焊接残余应力的方法，包括焊接加工焊接接头小试样、选定残余应力测试点并对焊接接头小试样进行钻孔、热处理前的初始位移测量、焊后消应力热处理、热处理后的位移测量，通过比较钻孔在热处理前后的位移，测量得到热处理前后钻孔位置的变形情况，通过钻孔位置的变形计算得到钻孔位置的残余应力，由钻孔位置的残余应力推算得到制造现场待测实际结构的焊接残余应力。本发明能够充分利用制造厂的便利条件，能够在制造现场实现对焊接试样进行残余应力测试，较传统方法相比，可有效避免应变片等材料的浪费，免去粘贴应变等操作的麻烦，与中子衍射测试材料内部残余应力相比，操作步骤大大简化，且测试便捷，成本低廉。

主权项

1.一种能够在制造现场测试焊接残余应力的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)焊接加工焊接接头小试样：按照制造现场待测实际结构的焊接工艺焊接加工焊接接头小试样，所述焊接接头小试样的板厚与制造现场待测实际结构的板厚一致，将焊接接头小试样固定，保证焊接接头小试样与制造现场待测实际结构的焊接道数、层数及每道的焊接电流、电压、焊接速度均一致；(2)选定残余应力测试点并对焊接接头小试样进行钻孔：依据制造现场残余应力测试要求布置残余应力测试点，依据残余应力测试点在焊接接头小试样的相应位置处布置钻孔位置，待焊接接头小试样冷却至室温后，采用电钻机对选定的钻孔位置进行钻孔，钻孔深度依据残余应力测试点在焊接接头小试样的板厚方向的位置而定；(3)热处理前的初始位移测量：钻孔后，采用坐标测量机，以焊接接头小试样的焊缝中心为原点，对孔的初始位移进行测量，将热处理前沿x方向的位移记为x_i，热处理前沿y方向的位移记为y_i；所述x方向为垂直于焊缝的方向，所述y方向为平行于焊缝的方向；(4)焊后消应力热处理：将焊接接头小试样在热处理炉中按照一定的升温速率升温至热处理温度，按规定材料的热处理保温时间进行保温，而后按照一定的冷却速率冷却至室温；(5)热处理后的位移测量：将热处理后的焊接接头小试样移出热处理炉，待冷却后，同样采用坐标测量机，以试样焊缝中心为原点，对孔的位移重新进行测量，将热处理后的沿x方向的位移记为x_f，沿y方向的位移记为y_f；(6)通过比较钻孔在热处理前后的位移，测量得到热处理前后钻孔位置的变形情况：在x方向和y方向的变形分别通过如下公式(1)和公式(2)计算：公式中，ε_x和ε_y分别表示沿x和y方向上的变形；(7)通过钻孔位置的变形计算得到钻孔位置的残余应力：钻孔位置沿x方向和y方向的残余应力分别通过如下公式(3)和公式(4)计算：σ_x和σ_y分别表示沿x和y方向上的应力；E和υ分别表示弹性模量和泊松比；由钻孔位置的残余应力即可推算得到制造现场待测实际结构的焊接残余应力。