· 277 ·第 39 卷 第 3 期
Journal of Ceramics
VoI.39 No.3
Jun. 2018
第 39 卷 第 3 期2018 年 6 月Received date:2017-09-13. Revised date:2017-12-01.Correspondent author:LUO Linghong(1966-), female, Ph.D., Professor.E-mail:luolinghong@https://www.doczj.com/doc/df15892253.html,
收稿日期：2017-09-13。 修订日期：2017-12-01。基金项目：国家自然科学基金(51762026，51662015，51462011)。通信联系人：罗凌虹(1966-)，女，博士，教授。
DOI：10.13957/https://www.doczj.com/doc/df15892253.html,ki.tcxb.2018.03.003
管道焊接残余应力测量技术概述
罗凌虹，张双双，徐 序，程 亮
(景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院；江西省燃料电池材料及器件重点实验室，江西 景德镇 333403)
摘 要：本文首先阐述了残余应力的定义及其来源，着重介绍了管道焊接残余应力的影响因素及其对焊接性能的影响。介绍
了可应用于管道焊接残余应力测量的一系列实验技术，分析了各种技术的优缺点，重点介绍了衍射和钻孔方法；并对管道焊接残余应力的分析测试技术发展方向进行了展望。
关键词：管道焊接；残余应力；sin 2Ψ方法；深钻孔技术
中图法分类号：TQ174.75 文献标识码： A 文章编号：1000-2278(2018)03-0277-05
Overview of Residual Stress Measurement Technology for Pipe Welding
LUO Linghong ，ZHANG Shuangshuang ，XU Xu ，CHENG Liang
(Materials Science and Engineering, Jingdezhen Ceramic Institute; Jiangxi Provincial Key Laboratory of Fuel Cell Materials and
Devices, Jingdezhen 333403, Jiangxi, China)
Abstract:In this paper, the definition and origins of residual stress were stated, and the influence factors of welding residual and its effects
on welding properties were introduced. Subsequently, a series of experimental techniques which can be applied to measure residual stress in pipeline welding were illustrated, as well as the advantages and disadvantages of each technique were analyzed. Detailed introductions had been particularly made to diffraction technology and deep hole drilling methods that used for residual stress measurement. The developing trend of the analysis of residual stress of pipeline welding was prospected.
Key words:pipe welding; residual stress; sin2Ψ methods; deep hole drilling methods
0 引 言
残余应力是指消除外力载荷或不均匀的温度场
等作用后仍存在于材料构件内部的自相平衡的内应力。为了对结构完整性进行合理的评价，需要对构件内部的应力进行分类。根据形成原因可以将残余应力分为一次应力和二次应力。一次应力来自于结构的宏观机械载荷，通常是符合结构设计即结构能够承受的载荷，没有自限性，随外力载荷的增加而增加。二次应力来自各种源，如残余应力和热应力。这类残余应力在不施加外部机械载荷的情况下仍然存在于物体中[1]，具有自限性。无论何种起源，在一个更基本的层面上，残余应力来自于物质的不同区域之间的应变[2]。这种应变的规模影响残余应力的波长。因此，残余应力按其波长范围可
以划分为I型、II型和III型残余应力。I型残余应力也被称为宏观应力，其波长范围从微米级到米级，从微观结构到宏观结构距离；II型残余应力源于多晶材料中不同晶粒间的不同取向的热、弹特性，其波长随材料晶粒尺寸不同而变化，通常在晶粒尺寸的3-10倍范围内；III残余应力在原子尺度范围内是有效的，波长小于或等于材料的晶粒尺寸。工程应用中通常侧重于宏观水平上连续变化的I型残余应力的分析，忽略残余应力的微观结构效应[3]。同时，了解材料微观结构如何影响构件中的残余应力也是很重要的。
材料构件中的残余应力可以通过多种方式产生，比如锻造和轧制等制造过程在元件中引入的残余应力，又如通过焊接等技术将当多个组分结合在一起形成更大的结构时在组件连接处形成的残余应
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