坡口角度对P91钢多层多道焊接残余应力的影响

P91钢是典型的马氏体耐热钢，被广泛应用于电站锅炉和石油化工等领域的高温、高压器件中。在焊接过程中产生的残余应力，会与服役过程中的工作应力叠加，加剧蠕变、疲劳和腐蚀，导致焊接接头的早期失效。坡口角度对焊接接头质量有显著的影响，使用盲孔法测量了P91钢平板多层多道焊接接头残余应力的分布，同时采用有限元法研究了坡口角度对P91钢平板多层多道焊接接头残余应力的影响。结果表明：坡口角度的增加使焊缝宽度及焊接道数增加，下表面横向残余拉应力和压应力峰值均降低。对于纵向残余应力，上表面拉应力峰值从604MPa降低至544MPa，降低约11%。压应力峰值从209MPa升至261MPa，升高约24.9%。下表面热影响区处的拉应力峰值增加约10MPa。对于横向残余应力，上表面拉应力峰值从545MPa升至648MPa，升高约18.9%。压应力峰值从176MPa降至134MPa，降低约23.9%。下表面拉应力峰值从325MPa降至240MPa，降低约26.2%。压应力峰值从102MPa降至37MPa，降低约63.7%。