304不锈钢管焊接残余应力对焊接结构的承载能力、疲劳强度和稳定性造成了一定程度的危害,给焊接质量控制添加了不确定因素。因此,调控及消除304不锈钢管焊接残余应力具有重要的工程意义。目前针对残余应力的相应措施主要分为:焊前设计措施、焊中控制措施以及焊后消除措施。
焊前设计措施就是304不锈钢管厂家在焊接设计时就针对残余应力和变形采取的措施,主要包括:合理制定焊缝形式和尺寸、适当安排焊缝位置以及不过多添加焊缝等。焊中控制措施又叫工艺措施,是指在焊接过程中同步采取的防止和减小焊接应力及变形的方法,包括:合理选择焊接方式、焊接规范和装配顺序,合理选择辅助措施和工艺(反变形法、刚性固定法等),随焊温度场调控法(随焊温差拉伸法、随焊激冷法等),随焊逆变形调控法(预拉伸法、随焊碾压法、随焊锤击法、随焊冲击碾压法)。
焊后消减措施即在焊接完成后采用适当的方式来降低或消除残余应力,常被分为机械方法和热处理法。机械作用法就是对焊接接头施加外力,使得构件发生塑性变形,进而使应力发生降低。常用的机械法主要有振动时效法、机械拉伸法、超声波冲击法等;热处理法就是通过304不锈钢管的屈服强度会随温度升高而降低的现象以及高温下的蠕变效应,进而将304不锈钢管焊接残余应力进行降低,热处理法常被分为整体热处理和局部热处理。
相比于机械方法,焊后热处理法不但可以有效的释放残余应力,而且还可以改善焊接接头的组织分布和力学性能,并且在一些大口径304不锈钢管中,机械方法会存在一定的局限性。因此,焊后热处理工艺是当前工程应用中降低或消除304不锈钢管残余应力的主要方法。