王增勇
徐彥霖 劉尊偉 劉 穎高壓儲氣罐是由兩個鍛造成形的上、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產(chǎn)生不良影響。本實驗是利用X射線實驗應力分析技術的2q - sin2y 法，對儲氣罐焊縫區(qū)的焊前、焊后應力值進行比較研究。通過對工件的加工殘余應力進行監(jiān)控以分析和預測儲氣罐容器的機械性能。 在測試中通過精選X2001型應力分析儀的測試參數(shù)，控制測點的水平定位，并采用兩個對稱位置上的高靈敏度線性固態(tài)圖像探測器進行數(shù)據(jù)采集，衍射強度輪廓的漂移利用互相關方法的一個或多個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(shù)據(jù)重復性較好。通過對不同批次的7組儲氣罐上下件法蘭邊的機加殘余應力進行對比測試發(fā)現(xiàn)：在機械加工過程中，雖然加工工藝相同，由于操作參數(shù)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(qū)的殘余應力進行測試。測試結果表明：（
1）在焊前具有一定的受拉初應力的工件，在進行電子束焊接時，由于受拉初應力的作用，使焊區(qū)溫度迅速超過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(nèi)力平衡遭到破壞，導致應力重新分布， 在冷卻時產(chǎn)生新的應力狀態(tài)。而熱影響區(qū)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)有關外，還與焊接參數(shù)和夾具的夾緊程度有關。（2）儲氣罐焊縫區(qū)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(qū)的應力值較高，其值一般在400MPa以內(nèi)，都遠小于材料的屈服強度值（ss約450MPa）。測試結果說明該類儲氣罐具有較安全的使用性能。
