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不同焊接热输入的Q690-QT高强钢焊接接头抗拉性能

李彬 刘校 钟国辉

李彬, 刘校, 钟国辉. 不同焊接热输入的Q690-QT高强钢焊接接头抗拉性能[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(5): 34-40. doi: 10.13206/j.gjgS24050105
引用本文: 李彬, 刘校, 钟国辉. 不同焊接热输入的Q690-QT高强钢焊接接头抗拉性能[J]. 钢结构(中英文), 2024, 39(5): 34-40. doi: 10.13206/j.gjgS24050105
Bin Li, Xiao Liu, Kwok-Fai Chung. Tensile Properties of Q690-QT High Strength Steel Welded Sections with Different Heat Input Energy During Welding[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2024, 39(5): 34-40. doi: 10.13206/j.gjgS24050105
Citation: Bin Li, Xiao Liu, Kwok-Fai Chung. Tensile Properties of Q690-QT High Strength Steel Welded Sections with Different Heat Input Energy During Welding[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2024, 39(5): 34-40. doi: 10.13206/j.gjgS24050105

不同焊接热输入的Q690-QT高强钢焊接接头抗拉性能

doi: 10.13206/j.gjgS24050105
基金项目: 

香港理工大学科研项目(ZZCJ,RTK3,RUQV)。

香港大学教育资助委员会项目(PolyU 5148/13E,PolyU152148/13E,PolyU 152687/16E)

详细信息
    作者简介:

    李彬,博士,博士后研究员,主要从事钢结构、组合结构及结构优化研究。

    通讯作者:

    钟国辉,博士,教授,主要从事钢结构和钢-混凝土组合结构研究,kwok-fai.chung@polyu.edu.hk。

Tensile Properties of Q690-QT High Strength Steel Welded Sections with Different Heat Input Energy During Welding

  • 摘要: Q690-QT高强钢具有轻质高强等优点,应用于钢结构建筑中,可显著减轻结构自重、降低成本。过去20年里,大量Q690-QT高强钢焊接材料及构件的力学性能试验结果表明,如果焊接控制不当,会导致高强钢微观结构出现变化,出现焊接截面的屈服强度、抗拉强度和延性显著下降的现象。上述试验更多地是进行焊接后接头表现的性能特点描述,未能系统采用试验或理论分析不同焊接工艺的参数对高强钢焊接接头力学性能的影响,也未能形成可避免高强钢焊接强度折减的焊接工艺参数,难以为高强钢材料在建筑和桥梁等工程的实际应用提供技术支撑。在此背景下,以焊接热输入为控制变量,利用惰性气体保护焊(GMAW)和埋弧自动焊(SAW)的机器人自动焊接系统,设计并制作了12个不同热输入(1.0、1.5、2.0、5.0 kJ/mm) Q690-QT高强钢焊接接头试件、3个Q690-QT高强钢金属母材试件及3个焊接材料试件进行标准拉伸试验。通过分析引伸计和高精度连续摄像方式采集的试件过程应力、应变数据,探究不同焊接参数对高强钢焊接接头强度折减的影响,为实际工程Q690-QT高强钢材料焊接强度控制提出相应的工程建议。结果表明:不同焊接热输入的Q690-QT高强钢焊接接头试件,在竖向拉力的作用下,其断裂位置均位于热影响区(HAZ)内,未受焊接冷热循环影响的金属母材部分和焊接材料部分均未出现明显损伤现象。分析应变引伸计和高速摄像机采集的应力、应变数据可知,相较于Q690-QT高强钢母材试件,当焊接热输入由1.0、1.5、2.0 kJ/mm至5.0 kJ/mm变化,不同Q690-QT焊接接头试件的屈服强度和抗拉强度由基本不变变化为10%折减,最后出现30%左右屈服强度折减现象。母材与焊接接头试件的伸长率测试数据对比结果表明,随着焊接热输入升高,钢材焊接延性折减程度增高。通过对实际工程中焊接热输入进行监测,可较为准确地预测不同Q690-QT高强钢焊接接头强度,将焊接热输入控制为1.0 kJ/mm和1.5 kJ/mm,可实现高强钢焊接接头的等强连接。
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-05-01
  • 网络出版日期:  2024-06-22
  • 刊出日期:  2024-05-22

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