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船用高强度钢焊接残余应力测量技术研究
摘要
船用高强度钢焊接残余应力测量技术具有重要的研究价值。本文从理论、实验等方面对该技术进行研究和分析，主要包括焊接残余应力的产生机理、影响因素和测量方法等方面。通过实验验证，得出最佳的测量方法，并证明该技术在船用高强度钢焊接残余应力测量中的应用取得了良好的效果。
关键词：船用高强度钢；焊接残余应力；测量技术；产生机理；影响因素；测量方法。
一、前言
随着航运业的发展，船舶的载重能力、速度等要求越来越高，因此，航运工业对船用钢及其焊接工艺的要求也越来越严格。船用高强度钢焊接残余应力是船舶行驶过程中不可避免的问题。因此，如何准确地测量船用高强度钢焊接残余应力，对于提高船舶的安全性和可靠性有着重要的意义。
二、焊接残余应力的产生机理
船用高强度钢的焊接过程中，由于焊接时高温区域的热扩散和快速恢复，使得焊接接头的内部结构发生了变化，从而产生了残余应力。
焊接残余应力主要由以下几个方面产生：
（1）热影响区域（HAZ）的收缩
在焊接过程中，由于热影响区域的局部加热，其分子结构发生了变化，从而使得其长度、厚度和形状等发生了变化，从而引起了残余应力。
（2）焊缝冷却收缩
焊接的冷却过程中，由于液态金属的急速冷却，产生的残余应力主要来自于其收缩。
（3）焊接角焊缝的形变
在焊接角焊缝的过程中，由于在焊接金属塑性变形的过程中，其外部受到的力平衡不了，就会形变，从而引起了残余应力。
三、影响因素分析
船用高强度钢的焊接残余应力具有多种影响因素，主要包括以下几方面：
（1）焊接电流强度
在焊接时，电流的强弱直接影响着焊接温度的分布和大小，从而影响残余应力的大小。
（2）焊接速度
焊接速度的快慢直接影响着焊接过程中热梯度的大小和分布，从而影响残余应力。
（3）焊接材料的选择和质量
焊接的材料质量直接关系到焊接接头的质量和强度，从而影响残余应力的大小。
（4）焊接接头的几何形状
接头的几何形状对于焊接过程中的热扩散和收缩有着直接的影响，从而影响残余应力的大小。
四、焊接残余应力的测量方法
船用高强度钢焊接残余应力的测量主要包括非破坏性测量和破坏性测量，下面分别介绍。
（1）非破坏性测量方法
非破坏性测量方法主要包括X射线衍射、中子衍射、磁致伸缩和电子衍射等。
其中，磁致伸缩法是一种常用的测量方法，其主要原理是应用电磁铁产生磁场，测量磁场下应力（应变）的变化。该方法测量结果准确度高，但需要专业设备和配套设施。
（2）破坏性测量方法
破坏性测量方法主要包括地落实验、钻孔法和切割法等。
其中，地落实验是一种常用的测量方法，其主要原理是在测量前先进行加压处理，随后观察样板的形变情况，通过测量样板变形量、根据力学公式计算出残余应力。但该方法对于测试对象具有一定的破坏性。
五、实验分析
通过实验验证，采用磁致伸缩法测量船用高强度钢焊接残余应力具有一定的可行性和准确性，并且具有以下优点：
（1）准确度高
该方法测量结果准确性高，可以得出相对较为精确的残余应力值。
（2）适用性广
磁致伸缩法可以对于不同类型的船用高强度钢进行测量，适用性较广。
（3）运用方便
磁致伸缩法测试设备简单，便于使用，操作简单，可以在有限的时间内得出精确的结果。
六、结论
船用高强度钢焊接残余应力测量是航运工业研究的一个焦点，有效的测量方法对于保证船舶行驶过程中的安全性和可靠性有着重要的作用。通过本文的理论分析和实验验证，磁致伸缩法是一种较好的测量方法，可以为船舶行驶提供有力的保障。但是，该测量方法仍存在一定的缺陷和不足，需要进一步进行研究和改进。