多因素耦合作用下高强钢焊缝连接疲劳性能研究进展

Abstract

焊接作为钢结构最广泛采用的连接形式，在钢材强度等级提高后，焊接接头在服役过程中对蚀坑、裂纹等缺陷敏感性增加，且由于焊接会劣化钢材成分、组织性能，导致焊接接头产生初始缺陷，进而在环境腐蚀、应力集中、超载等因素作用下，钢结构焊缝连接未达到设计服役年限就发生疲劳断裂，造成严重的资源浪费。总结了多因素耦合下高强钢焊缝连接的疲劳性能研究现状，介绍了腐蚀疲劳机理及腐蚀预测模型，分析了疲劳设计方法及疲劳寿命评估理论，归纳了焊接残余应力、点蚀坑以及初始裂纹对焊缝连接疲劳性能的影响。结果表明：焊接工艺的选取、焊接参数的制定以及焊接几何尺寸等对焊接接头的力学性能影响显著，焊接残余应力的存在会削弱高强钢焊接接头的疲劳强度，焊接缺陷会引起应力集中现象，加快裂纹萌生；高强钢腐蚀初期形成点蚀坑，点蚀坑逐渐发展成裂纹，进而导致焊缝连接的腐蚀疲劳性能降低。随着高强度焊缝连接在工程中的应用增多，需开展不同强度等级及焊接形式的焊缝连接疲劳试验，以期将其理论成果和经验方法在工程实际中推广应用。

Keywords

• 多因素耦合;焊缝连接;疲劳性能;焊接残余应力;点蚀坑;初始裂纹