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由于焊接热过程的局部性特点,焊接结构不可避免的会产生各种焊接残余应力。而焊接残余应力是影响制造工艺性、安全可靠性和焊接结构性能及焊接方式的重要因素,对焊接结构的质量及安全有很大的影响,是焊接结构生产过程中必须解决的重要问题之一。影响焊接残余应力的因素很多。焊接顺序、焊缝尺寸、焊后处理等都会影响焊接结构的残余应力。因此,不同的焊接工艺会使焊接结构产生不同的应力分布,存在一个最佳的工艺使焊接结构的应力分布更趋合理。本文利用数值模拟的方法对带杯状贯穿件在不同工艺下的焊接残余应力进行计算,数值计算通过MSC.MARC软件实现。针对上面提到的影响焊接残余应力的因素,分别讨论了焊接外形尺寸、焊接顺序、TIG熔修及超声冲击处理等工艺方法对结构的焊接应力分布的影响。应力变化数据表明,交替焊,大焊缝外形和TIG熔修都只对熔宽和熔深两个方向上的应力有缓解作用,而对周向影响不大。相比各自的比较对象而言,熔宽方向上,三者的应力峰值分别下降了15%,26%和26.7%(小焊缝外形时TIG熔修)、6.6%(大焊缝外形时TIG熔修);熔深方向上,三者的应力峰值分别下降了4%,20%和17.4%(小焊缝外形时TIG熔修)、9.4%(大焊缝外形时TIG熔修)。超声冲击对熔宽、熔深及周向三个方向上的应力都有明显的缓解。三个方向在冲击后应力分别下降了31.7%、10%和10%。且其还使三个方向上应力最危险位置转移至了焊缝内部,明显的改善了焊趾处应力大小及分布特点,这对结构的疲劳性能是有益的。通过这些分析,最终确定了带杯状贯穿件这一典型结构单元的最佳焊接工艺。即选择大焊缝外形、交替焊接、TIG熔修及焊后超声冲击处理相结合的方式获得经调控的应力场。