Page 170 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

3. 预热和后热
预热是在焊接前对焊件进行加热。预热可以降低焊接时的冷却速度，减小热
影响区的淬硬倾向，减少裂纹的产生。例如，在焊接高强度钢时，预热能使热影

响区在冷却过程中形成较为均匀的组织，避免马氏体的大量形成，提高接头的韧
性。后热是在焊接后立即对焊件进行加热保温。后热可以加速焊缝中的氢扩散逸
出，防止产生氢脆裂纹。同时，后热也有助于消除焊接残余应力，改善接头的性能。
4. 焊接材料的选择

选择合适的焊条。焊丝等焊接材料对热循环和接头性能有重要影响。焊接材
料的化学成分应与焊件材料相匹配，以保证焊缝金属与母材有相近的性能。例如，
在焊接不锈钢时，要选择含碳量低。合金元素匹配的焊接材料，防止再热循环过
程中产生晶间腐蚀等问题。一些特殊的焊接材料还具有改善热循环的功能。例如，

含有微量合金元素的焊条可以细化焊缝组织，使热影响区的组织也更加均匀，从
而提高接头的综合性能。
5. 优化焊接顺序
合理安排焊接顺序可以减少焊接应力和变形，间接影响热循环。例如，对于

一些大型焊件，可以采用分段焊接。对称焊接等方法。分段焊接能使热量分散，
避免局部过热；对称焊接可以使焊件受热均匀，减少变形，从而使热影响区的热
循环更加稳定。先焊接收缩量大的部位，后焊接收缩量小的部位。这样可以使焊
缝在冷却过程中有一定的收缩空间，减少因收缩受阻而产生的应力集中，改善热

影响区的受力状态，进而优化热循环对接头性能的影响。

二、残余应力分类与评估

（一）残余应力

1. 残余应力的定义及分类
构件在进行各种机械工艺加工过程中，如铸造、压力加工、焊接、切削、热处理、
装配等，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响，会使工件内部出现不同程度
的应力，当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用与影响不能随之而完全

消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残留应
力或残余应力。可以说残余应力就是指当物体没有外部因素作用时，在物体内部
保持平衡而存在的应力。残余应力是一种固有应力，按其作用的范围来分，可分

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