奥氏体不锈钢容器应变强化技术是通过对容器进行加压处理,使容器产生一定的塑性变形,可在安全范围内提高材料的屈服强度,从而达到减薄容器壁厚、节约制造成本、实现容器轻量化的目的。焊接接头是压力容器的薄弱部位,以奥氏体不锈钢应变强化容器的焊接接头为研究主体,展开以下研究工作,为奥氏体不锈钢应变强化容器的工程应用提供一定依据。采用S30408奥氏体不锈钢板制造了应变强化奥氏体不锈钢容器,并完成了塑性变形量为9%的应变强化试验。分别对应变强化前后的母材和焊接试板进行微观组织和力学性能测试。结果显示9%应变强化后,母材和焊接接头屈服强度分别提高了59%和43%左右,断面收缩率降低了29%左右,冲击韧性变化较小。分别在应变强化后容器的环焊缝和纵焊缝处割取焊接接头试样,进行了力学性能测试和微观组织分析。与未强化的焊接试板相比,9%应变强化对微观组织影响较小;强化后的焊接接头屈服强度升高,断面收缩率降低,但其力学性能仍满足相关标准规定。为了研究应变强化对焊接接头残余应力的影响,采用ABAQUS有限元软件,建立了应变强化奥氏体不锈钢容器焊接及应变强化数值模型。结果表明应变强化能够改善焊缝处的残余应力分布,应变强化后焊缝中心处的横向应力和纵向应力大幅度降低,分布更加均匀。环焊缝中心处纵向拉应力由270 MPa降低至70 MPa,横向压应力由100 MPa降低至0 MPa左右;纵焊缝中心处纵向应力由400 MPa的拉应力变为200 MPa的压应力,横向应力变化较小。通过X射线衍射法测试了应变强化后容器筒体焊缝处的残余应力,与数值模拟结果吻合度较好。建立了不同强度匹配形式及不同焊缝余高的筒体环焊缝焊接模型。研究表明,强度匹配系数愈高,焊缝处的焊接残余应力愈大;综合考虑残余应力和应变强化的内压作用,不同强度匹配下,焊缝的应变量均小于母材的应变量;强度匹配系数M越大,焊缝处的应变量越小,即超强匹配时,会牺牲母材处的韧塑性储备,以起到保护韧塑性储备较差的焊缝的作用;焊缝余高在应变强化过程中为总体应变量做出一定贡献,焊缝余高愈大,焊缝处的应变量愈小,即焊缝余高一定程度上起到保护焊缝的作用。