黄庆春，李昌，张大成，高鹤芯，韩兴，李云飞

（1.辽宁科技大学 机械工程与自动化学院，辽宁 鞍山 114051；2.中国能建东电一公司 锅炉项目部，沈阳 110179）

热轧辊是板带钢轧制生产的关键部件，其工作环境非常恶劣，承受交变应力作用，同时经历急热急冷过程，易发生热疲劳或过度磨损而报废。修旧轧辊一般通过堆焊方式恢复其原形状和尺寸，并赋予其更高的力学性能[1-3]。埋弧堆焊是通过电弧将堆焊材料熔化并与基体形成新的冶金结合，极大地提高了焊件的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。堆焊中，基体和堆焊层因散热不同，引起温度差异而产生热应力，同时焊缝金属发生相变，组织转变引起体积变化而产生应力和变形，即转换诱导塑性（TRIP）。在这些力的综合作用下，焊件发生相变塑性应力与变形[5-7]。堆焊过程中局部加热及冷却会在焊缝中心产生残余拉应力，残余拉应力会促使裂纹缺陷处发生脆性断裂，降低堆焊层性能。因此，在实际生产中需尽可能地减少应力产生。

2009年，上海交通大学的刘俊䶮[8]建立9Cr1Mo钢管温度-组织-应力耦合的焊接三维模型，计算了焊接中马氏体相变随热源移动的变化，并对焊接残余应力的轴向分布进行预测。2001 年王文先[9]使用低相变点焊条进行焊接实验，发现基体冷却中焊缝金属发生马氏体相变，相变体积膨胀会降低焊接热场造成的残余拉应力，甚至出现残余压应力，从而提高焊接疲劳强度。2012 年，周野飞[10]建立了堆焊应力场模型，对热轧辊堆焊冷却过程中发生的马氏体相变应力进行了数值模拟。……