耐候鋼和高性能鋼焊接接頭腐蝕疲勞性能研究

張 宇，鄭凱鋒，衡俊霖，馮霄暘，王亞偉

(1.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031；2.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，四川 成都 610031)

鋼鐵的腐蝕會(huì)導(dǎo)致大量經(jīng)濟(jì)損失，耐候鋼的抗腐蝕性能為普通碳鋼的2～8倍，使免涂裝鋼橋的出現(xiàn)成為可能。20世紀(jì)初，發(fā)達(dá)國家開始研發(fā)耐候鋼，并于20世紀(jì)60年代用于免涂裝鋼橋建設(shè)。1994年，美國開始研制高性能鋼，在耐候鋼基礎(chǔ)上對強(qiáng)度、焊接性能和抗腐蝕性能指標(biāo)提高要求，并于1997年用于免涂裝鋼橋建設(shè)[1]。1965年，我國首次試制出耐候鋼；近年來，鋼鐵企業(yè)陸續(xù)開始生產(chǎn)高性能鋼。1991年，我國首次使用耐候鋼橋梁，直到2000年以后耐候鋼橋梁才繼續(xù)得到應(yīng)用。發(fā)達(dá)國家應(yīng)用和研究表明，耐候鋼橋梁能夠縮短建造周期，節(jié)省建造期間成本、維護(hù)成本，帶來環(huán)境效益[2-6]。研究統(tǒng)計(jì)表明，目前我國免涂裝耐候鋼橋梁為數(shù)不多，仍處于萌芽階段，擁有較為廣闊的應(yīng)用前景[7]。

鋼橋建造加工中，焊接具有減輕結(jié)構(gòu)自重、密封性能好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的連接手段之一，成為橋梁建設(shè)中不可或缺的連接手段。焊接會(huì)影響鋼材金相，導(dǎo)致焊接接頭力學(xué)性能改變；使鋼材表面產(chǎn)生新的缺陷，導(dǎo)致疲勞強(qiáng)度降低[8]。在腐蝕環(huán)境中，耐候鋼焊接接頭抗腐蝕性能和腐蝕后的疲勞性能仍需進(jìn)一步研究。20世紀(jì)80年代，國外學(xué)者開始對耐候鋼及其焊接接頭腐蝕后疲勞性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明，腐蝕會(huì)影響鋼材及其焊接接頭疲勞性能[9]。進(jìn)入21世紀(jì)，對耐候鋼焊縫疲勞性能的研究更加全面和深入。Albrecht等[10]對耐候鋼梁進(jìn)行了腐蝕疲勞試驗(yàn)，結(jié)果表明，腐蝕降低了多種疲勞細(xì)節(jié)的疲勞強(qiáng)度，對疲勞細(xì)節(jié)等級越高的疲勞強(qiáng)度降低越明顯。Jie等[11]通過在焊接接頭附近制造人工蝕坑進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)，分析了人造蝕坑尺寸對焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響。梁健宇等[12]對Q355NHD耐候鋼及其焊接試件進(jìn)行了腐蝕后的疲勞試驗(yàn)，結(jié)果表明，腐蝕后的耐候鋼焊接試件疲勞強(qiáng)度低于腐蝕后的耐候鋼試件。在航空領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)鋼的腐蝕疲勞性能嚴(yán)重影響飛行器的安全和使用壽命，對腐蝕后結(jié)構(gòu)的疲勞性能研究較為深入，并考慮了航空器服役期間腐蝕和疲勞的相互作用[13-14]。此外，文獻(xiàn)[15]對橋梁耐候鋼腐蝕-疲勞性能進(jìn)行了研究，提出用于橋梁耐候鋼腐蝕-疲勞壽命的評估模型。在鋼橋設(shè)計(jì)中，疲勞設(shè)計(jì)常為控制指標(biāo)，高強(qiáng)度鋼焊接構(gòu)件疲勞性能與其強(qiáng)度成反比關(guān)系[16]。免涂裝焊接鋼橋由眾多焊縫連接組合而成，其焊縫的疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材；在此基礎(chǔ)上，更需要關(guān)注腐蝕導(dǎo)致的疲勞強(qiáng)度降低，針對耐候鋼和高性能鋼焊接接頭腐蝕后的疲勞性能更具研究意義。

本文簡述了耐候鋼焊接工藝，研究了焊接接頭的腐蝕和疲勞問題。對Q345CNH鋼和HPS 485W (下文簡稱兩種鋼材)焊接接頭進(jìn)行腐蝕，隨后開展兩種鋼材腐蝕與未腐蝕焊接接頭試件的疲勞試驗(yàn)，分析兩種鋼材腐蝕前后疲勞S-N線，以及腐蝕和焊接加工對兩種鋼材疲勞強(qiáng)度的影響。本文研究結(jié)果可供免涂裝耐候鋼橋梁疲勞設(shè)計(jì)參考。

1 耐候鋼焊接接頭腐蝕和疲勞

1.1 耐候鋼焊接

由于加入了Cu和P元素，早期的耐候鋼(Cor-Ten B鋼)抗腐蝕性能高于普通結(jié)構(gòu)鋼。美國為提高鋼結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量和建造效率提出了三個(gè)基本目標(biāo)，主要描述為：通過降低C、P、S含量增強(qiáng)可焊性，保證銹蝕層能達(dá)到耐候鋼要求。

耐候鋼焊接質(zhì)量主要由焊材匹配、焊接工藝和焊接接頭力學(xué)性能決定，用于判斷焊接性能的指標(biāo)一般包含化學(xué)成分、力學(xué)性能和金相組織。耐候鋼的焊接首先要考慮焊材的匹配問題，大量研究表明，不同匹配程度的焊絲導(dǎo)致焊接接頭力學(xué)性能出現(xiàn)差異[17-20]。此外，研究表明，焊接過程中采用不同的焊接參數(shù)(線能量的輸入、焊道見溫度控制和焊道設(shè)置)和保護(hù)氣體成分也會(huì)導(dǎo)致焊接接頭力學(xué)性能發(fā)生變化；焊接接頭的加工精度對其疲勞性能有很大影響[21-23]。

鄭凱鋒等[7]在對橋梁高強(qiáng)度耐候鋼綜述分析和研究的基礎(chǔ)上指出，耐候鋼焊接過程中需要關(guān)注焊材的匹配、焊材自身抗腐蝕性能和新的焊接工藝技術(shù)應(yīng)用。新技術(shù)應(yīng)用能夠增強(qiáng)耐候鋼焊接接頭性能，如高頻噴丸、超聲沖擊、激光焊接等技術(shù)用于免涂裝焊接橋梁的制造，提高其建造質(zhì)量。

1.2 耐候鋼焊接接頭腐蝕

耐候鋼用于橋梁結(jié)構(gòu)不僅需要考慮其自身的抗腐蝕性能，還需要考慮其焊縫的抗腐蝕性能，保證免涂裝焊接鋼橋的優(yōu)勢得以發(fā)揮。因此，需進(jìn)一步研究耐候鋼焊接接頭腐蝕問題。

文獻(xiàn)[24]研究表明，耐候鋼母材和焊接接頭的抗腐蝕性能有差異。崔坤強(qiáng)等[25]對SMA490BW耐候鋼及其焊接接頭進(jìn)行了加速腐蝕試驗(yàn)，結(jié)果表明，耐候鋼的抗腐蝕性能要高于其焊接接頭。此外，焊材和耐候鋼的匹配問題也會(huì)導(dǎo)致焊接接頭抗腐蝕性能出現(xiàn)差異[18]。除了焊材匹配以外，焊接工藝同樣也影響耐候鋼焊接接頭的抗腐蝕性能。謝旭等[26]對不同焊接工藝SMA490BW耐候鋼接頭腐蝕行為進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，自動(dòng)焊接接頭抗腐蝕性能最強(qiáng)，手工焊接接頭抗腐蝕性能最差，母材居于前兩者之間。

上述研究表明，耐候鋼焊接接頭抗腐蝕性能與耐候鋼種類、焊材和焊接工藝密切相關(guān)，免涂裝焊接鋼橋建造過程中需要充分考慮。

1.3 耐候鋼焊接接頭疲勞強(qiáng)度

焊接接頭由于經(jīng)過熱加工，帶入了新的初始缺陷，導(dǎo)致其疲勞強(qiáng)度降低。對于普通橋梁結(jié)構(gòu)鋼，焊接接頭的疲勞強(qiáng)度均遠(yuǎn)低于母材[27-28]。綜合焊材匹配、焊接質(zhì)量和焊縫腐蝕，腐蝕后耐候鋼焊接接頭的疲勞性能還會(huì)降低。免涂裝焊接鋼橋處于腐蝕環(huán)境中，母材和焊縫均會(huì)受到均勻腐蝕和坑蝕作用。研究表明，腐蝕環(huán)境和腐蝕時(shí)間將影響耐候鋼焊接接頭的疲勞強(qiáng)度，腐蝕對等級越高疲勞細(xì)節(jié)的削弱作用更顯著[10-12,29-30]。

針對免涂裝耐候鋼疲勞設(shè)計(jì)，文獻(xiàn)[9]推薦在ISO 9223[31]規(guī)定的C3和C4腐蝕環(huán)境等級中各疲勞細(xì)節(jié)疲勞強(qiáng)度削減百分比，見表1。我國現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范沒有考慮腐蝕對耐候鋼焊接接頭疲勞強(qiáng)度的折減[27-28]。因此，需要相關(guān)研究為免涂裝焊接鋼橋的疲勞設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù)。

表1 免涂裝耐候鋼疲勞強(qiáng)度降低百分比 %

2 兩種鋼材焊接接頭試件和加速腐蝕

2.1 材料和焊接接頭試件

對Q345CNH鋼和HPS 485W進(jìn)行腐蝕后/未腐蝕的疲勞試驗(yàn)，鋼材元素含量見表2。Q345CNH的屈服強(qiáng)度為345 MPa，極限拉伸強(qiáng)度為490 MPa；HPS 485W的屈服強(qiáng)度為485 MPa，極限拉伸強(qiáng)度為730 MPa。試件板厚為12 mm，采用線切割先將一塊300 mm×400 mm的鋼板切為兩半，并切割焊接坡口(坡口角度為60°)；隨后利用CO2氣體保護(hù)焊和CHW-55NHQ1焊絲將鋼板焊接(手工)，每條焊縫焊接經(jīng)過8道焊縫堆焊完成；焊接完成后打磨余高，切割試件，對所有試件表面進(jìn)行拋光打磨處理。試件加工尺寸見圖1。

表2 Q345CNHHPS和485W鋼元素含量 %

圖1 試件加工尺寸 (單位：mm)

根據(jù)文獻(xiàn)[27]，焊接試件屬于110疲勞細(xì)節(jié)類型。Q345CNH鋼試件22個(gè)，記為“W-SPE3-X”，其中X為試件序號；HPS 485W試件19個(gè)，記為“SPE3-X”；共計(jì)41個(gè)焊接接頭試件。

2.2 加速腐蝕

根據(jù)文獻(xiàn)[32]，加速腐蝕試驗(yàn)采用中性鹽霧干/濕交替加速進(jìn)行，試驗(yàn)參數(shù)為：噴霧壓力110 kPa，環(huán)境溫度35 ℃，腐蝕溶液為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%的NaCl溶液，且pH=6.5。試驗(yàn)采用的鹽霧腐蝕箱型號為YWX-750，容積750 L，腐蝕溶液采用蒸餾水和高純度NaCl進(jìn)行配制，利用NaOH顆粒和HCl溶液控制噴霧溶液的pH值。

加速腐蝕試驗(yàn)中，一個(gè)腐蝕周期經(jīng)歷8 h，其中，處于噴霧狀態(tài)4 h，停噴狀態(tài)4 h，共計(jì)腐蝕60個(gè)周期 (20 d)。試件在腐蝕箱中與水平面呈30°放置，相鄰試件間隔一定間距。為保證試件夾持段不腐蝕，加速腐蝕試驗(yàn)開始前對其進(jìn)行密封包裹。需要腐蝕的Q345CNH、HPS 485W焊接接頭試件分別有12、10個(gè)，試件放置和腐蝕后的試件見圖2。

圖2 腐蝕試驗(yàn)

3 焊接接頭疲勞試驗(yàn)

疲勞試驗(yàn)加載采用QBG-350高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)，該疲勞試驗(yàn)機(jī)最高加載噸位為350 kN，加載頻率約100 Hz，實(shí)際加載頻率受試件剛度影響。動(dòng)荷載為正弦加載，應(yīng)力比均采用R=0.09，未腐蝕試件荷載幅范圍為96.0～138.7 kN，腐蝕后的試件荷載幅范圍為74.7～128.0 kN。

加速腐蝕試驗(yàn)的同時(shí)，進(jìn)行兩種鋼材未腐蝕焊接接頭試件的疲勞試驗(yàn)。兩種鋼材未腐蝕試件荷載幅和應(yīng)力幅見表3，腐蝕后試件荷載幅和應(yīng)力幅見表4。試驗(yàn)過程中，當(dāng)加載頻率降低0.7 Hz時(shí)，裂紋萌生約5 mm，當(dāng)裂紋繼續(xù)擴(kuò)展至貫穿1/3橫截面所需加載循環(huán)次數(shù)在104次以內(nèi)，并以該時(shí)刻荷載循環(huán)次數(shù)作為試件疲勞壽命；當(dāng)荷載循環(huán)次數(shù)超過107次仍然未疲勞斷裂，停止試驗(yàn)。

表3 未腐蝕試件加載荷載幅和應(yīng)力幅

表4 腐蝕后試件加載荷載幅和應(yīng)力幅

4 接接頭疲勞試驗(yàn)結(jié)果

兩種鋼材腐蝕與未腐蝕焊接接頭試件的名義應(yīng)力幅Δσ和疲勞壽命N結(jié)果見圖3，其中，疲勞壽命取以10為底的對數(shù)坐標(biāo)。

圖3 Q345CNH鋼、HPS 485W焊接接頭試件疲勞試驗(yàn)結(jié)果

圖3試驗(yàn)結(jié)果表明，未腐蝕Q345CNH鋼焊接接頭試件全部疲勞斷裂，其疲勞斷裂試件最低應(yīng)力幅為211.1 MPa；腐蝕后Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭試件各有2個(gè)未疲勞斷裂試件，其疲勞斷裂試件最低應(yīng)力幅均為177.8 MPa；未腐蝕HPS 485W焊接接頭試件有2個(gè)未疲勞斷裂，其疲勞斷裂試件最低應(yīng)力幅為222.2 MPa；疲勞斷裂未腐蝕HPS 485W焊接接頭試件采用的最低應(yīng)力幅遠(yuǎn)高于其腐蝕后試件；未疲勞斷裂的腐蝕后Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭試件最大應(yīng)力幅分別為166.7、200.0 MPa；未疲勞斷裂的未腐蝕HPS 485W焊接接頭試件最大應(yīng)力幅為211.1 MPa。根據(jù)圖3數(shù)據(jù)分布，與未腐蝕試件相比，兩種鋼材腐蝕后試件的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性更?。辉摤F(xiàn)象表明，與焊接相比，腐蝕作用對疲勞性能影響的規(guī)律性更強(qiáng)。

觀察疲勞斷裂試件發(fā)現(xiàn)，腐蝕后的試件疲勞裂紋萌生于焊縫和母材交界部位(熱影響區(qū))，母材和焊材本身沒有發(fā)生疲勞斷裂；并且，熱影響區(qū)局部腐蝕程度大于焊縫和母材，見圖4；未腐蝕的試件疲勞裂紋萌生位置除了熱影響區(qū)，也會(huì)萌生于焊縫，但均未萌生于母材，見圖5。結(jié)果表明，熱影響區(qū)的腐蝕程度大于母材和焊縫，導(dǎo)致該部分疲勞強(qiáng)度降低最嚴(yán)重；腐蝕與未腐蝕母材的疲勞強(qiáng)度大于同樣狀態(tài)的焊縫和熱影響區(qū)。

圖4 腐蝕試件疲勞開裂

圖5 未腐蝕試件疲勞開裂

5 腐蝕與未腐蝕疲勞S-N線分析

5.1 未考慮保證率的疲勞S-N線分析

根據(jù)疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)，未腐蝕Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭試件數(shù)據(jù)離散性大于腐蝕后的試件，其規(guī)律性不強(qiáng)。因此，對兩種鋼材腐蝕后的焊接接頭試件數(shù)據(jù)進(jìn)行S-N線擬合，疲勞壽命和應(yīng)力幅均取以10為底的對數(shù)坐標(biāo)，如圖6所示。

圖6 兩種鋼材腐蝕后焊接接頭S-N線

Q345CNH鋼和HPS 485W腐蝕后焊接接頭試件的S-N線可分別表示為式

lgN=24.946 1-8.298 8lgΔσ

(1)

lgN=26.218 1-8.795 1lgΔσ

(2)

未腐蝕Q345CNH鋼焊接接頭試件的疲勞數(shù)據(jù)規(guī)律性較差，難以擬合出合理的S-N線。因此，未腐蝕Q345CNH鋼焊接接頭試件S-N線斜率采用腐蝕后焊接接頭試件S-N線斜率。未腐蝕的Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭試件的S-N線分別為

lgN=25.483 9-8.298 8lgΔσ

(3)

lgN=63.559 3-16.949 2lgΔσ

(4)

以上分析表明，未腐蝕HPS 485W焊接接頭疲勞數(shù)據(jù)中，除試件SPE3-21以外，其余試件全高于110疲勞細(xì)節(jié)類型；未腐蝕Q345CNH鋼焊接接頭的疲勞數(shù)據(jù)均位于110疲勞細(xì)節(jié)類型以上；通過擬合，經(jīng)過60個(gè)干/濕循環(huán)鹽霧腐蝕周期的Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度分別為176.5、183.9 MPa；未腐蝕的Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度分別為205.5、238.7 MPa，兩者均具有較高的疲勞強(qiáng)度，但后者具有更高的疲勞強(qiáng)度，表明CHW-55NHQ1焊絲與HPS 485W匹配更好。與未腐蝕焊接接頭試件相比，腐蝕后Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭試件疲勞強(qiáng)度分別降低了14.1%、23.0%，后者依然具有更高的疲勞強(qiáng)度，且其降低百分比與文獻(xiàn)[9]中推薦C類細(xì)節(jié)在C4(23%)和C3(13%)環(huán)境中類似。

5.2 考慮95%保證率的疲勞S-N線分析

根據(jù)Hobbacher的推薦[33]，采用考慮95%保證率的S-N線確定方法，對兩種鋼材腐蝕后的S-N線進(jìn)行分析。分析中，取斜率m=3，根據(jù)各組應(yīng)力幅及其對應(yīng)疲勞壽命計(jì)算鋼材概率化后的lgC，且計(jì)算其平均值xm和標(biāo)準(zhǔn)差Stdv滿足

lgC=xm-k·Stdv

(5)

通過試件個(gè)數(shù)得到未腐蝕Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭試件的k值分別為2.165、2.267，腐蝕后上述兩種鋼焊接接頭試件的k值分別為2.165、2.227。

腐蝕前后Q345CNH、HPS 485W焊接接頭試件的S-N線見圖7。其中，未腐蝕Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度分別為95.8、91.8 MPa；腐蝕后Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度分別為80.3、89.2 MPa，均低于110疲勞細(xì)節(jié)類型[27]和疲勞容許應(yīng)力幅推薦采用類別Ⅲ[28]；腐蝕后Q345CNH鋼焊接接頭試件疲勞強(qiáng)度低于HPS 485W，HPS 485W焊接接頭具有更好的抗腐蝕疲勞能力；經(jīng)過腐蝕，Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭疲勞強(qiáng)度分別降低16.1%、2.8%。

圖7 腐蝕前后Q345CNH、HPS 485W焊接接頭的S-N線 (95%保證率)

文獻(xiàn)[34]研究結(jié)果表明，腐蝕程度不同導(dǎo)致橋鋼焊接接頭疲勞壽命不同；分析結(jié)果表明，腐蝕會(huì)導(dǎo)致耐候鋼和高性能鋼疲勞壽命降低。與文獻(xiàn)[27]中110疲勞細(xì)節(jié)類型相比，腐蝕后Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭的疲勞強(qiáng)度分別降低26.96%、18.9%。與文獻(xiàn)[28]中疲勞容許應(yīng)力幅類別Ⅲ相比，腐蝕后Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭的疲勞強(qiáng)度分別降低34.0%、26.7%。根據(jù)文獻(xiàn)[35]，試驗(yàn)焊接接頭試件屬于B類細(xì)節(jié)，腐蝕后Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭疲勞強(qiáng)度分別降低35.4%、28.2%。文獻(xiàn)[9]推薦B類細(xì)節(jié)在C3、C4腐蝕環(huán)境中其疲勞強(qiáng)度分別降低24%、34%。因此，對于HPS 485W焊接接頭，試驗(yàn)腐蝕環(huán)境與C3類似；對于Q345CNH鋼焊接接頭，試驗(yàn)腐蝕環(huán)境與C4類似。

6 腐蝕和焊接對疲勞性能影響分析

與文獻(xiàn)[7]對比，考慮95%保證率，兩種鋼材未腐蝕母材試件S-N線見圖8。結(jié)果表明，未腐蝕Q345CNH、HPS 485W 2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度分別為204.0、180.0 MPa。兩種鋼材未腐蝕母材和腐蝕前后焊接接頭試件2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)見表5。

圖8 未腐蝕Q345CNH、HPS 485W的S-N線 (95%保證率)

表5 兩種鋼材及其焊接接頭試件疲勞強(qiáng)度 MPa

疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明，通過焊接加工，Q345CNH、HPS 485W鋼的疲勞強(qiáng)度分別降低53.0%、49.0%；經(jīng)過焊接加工和60個(gè)周期干/濕循環(huán)鹽霧腐蝕，Q345CNH、HPS 485W鋼的疲勞強(qiáng)度分別降低60.6%、50.4%。

綜上分析表明，腐蝕和焊接均會(huì)降低兩種鋼材疲勞強(qiáng)度；腐蝕作用對Q345CNH鋼焊接接頭疲勞強(qiáng)度還有進(jìn)一步降低；腐蝕作用對HPS 485W焊接接頭疲勞強(qiáng)度降低效果不明顯，HPS 485W焊接接頭具有較好的抗腐蝕疲勞性能；如腐蝕周期增加，其疲勞強(qiáng)度會(huì)繼續(xù)降低，在免涂裝耐候鋼橋梁疲勞設(shè)計(jì)中需要考慮腐蝕作用對疲勞強(qiáng)度的降低作用。

7 結(jié)論

通過對腐蝕后的Q345CNH鋼和HPS 485W焊接接頭試件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，本文研究了鹽霧環(huán)境對兩種鋼材焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響，得出以下結(jié)論：

(1) 腐蝕作用不僅降低耐候鋼母材疲勞強(qiáng)度，還影響耐候鋼焊接接頭疲勞強(qiáng)度；現(xiàn)行橋梁規(guī)范沒有考慮腐蝕對耐候鋼焊接接頭疲勞強(qiáng)度的折減，需要對其進(jìn)行研究。

(2) 經(jīng)過60個(gè)干/濕循環(huán)鹽霧腐蝕周期，兩種鋼材焊接接頭疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性明顯降低，表明與焊接相比，腐蝕作用對疲勞性能影響的規(guī)律性更強(qiáng)；腐蝕對熱影響區(qū)疲勞強(qiáng)度降低最為嚴(yán)重，母材疲勞強(qiáng)度高于焊縫和熱影響區(qū)。

(3) 不考慮保證率情況下腐蝕后Q345CNH鋼試件2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度降低了14.1%，與文獻(xiàn)[9]推薦的C類細(xì)節(jié)在C3環(huán)境中疲勞強(qiáng)度降低值接近；不考慮保證率情況下腐蝕后HPS 485W焊接接頭試件2×106循環(huán)荷載的疲勞強(qiáng)度降低了23.0%，與文獻(xiàn)[9]推薦的C類細(xì)節(jié)在C4環(huán)境中疲勞強(qiáng)度降低值接近。

(4) 考慮95%保證率時(shí)，腐蝕后Q345CNH、HPS 485W鋼焊接接頭2×106次荷載循環(huán)的疲勞強(qiáng)度分別為80.3、89.2 MPa，分別降低了16.1%、2.8%；與文獻(xiàn)[27]中110疲勞細(xì)節(jié)類型相比，腐蝕后Q345CNH、HPS 485W鋼焊接接頭疲勞強(qiáng)度分別降低了26.9%、18.9%；與文獻(xiàn)[28]中疲勞容許應(yīng)力幅類別Ⅲ相比，腐蝕后上述兩種鋼材焊接接頭的疲勞強(qiáng)度分別降低34.0%、26.7%。

(5) 與作者前期研究相比，考慮95%保證率時(shí)，未腐蝕Q345CNH鋼和HPS 485W母材2×106次荷載循環(huán)的疲勞強(qiáng)度分別為204.0、180.0 MPa；在此基礎(chǔ)上，焊接加工分別對上述兩種鋼材疲勞強(qiáng)度降低了53.0%、49.0%；焊接加工和腐蝕分別對以上兩種鋼材疲勞強(qiáng)度降低了60.6%、50.4%；焊接加工和腐蝕均能降低兩種鋼材疲勞強(qiáng)度，并且腐蝕能在焊接加工基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低其疲勞強(qiáng)度。

(6)公路免涂裝耐候鋼橋梁設(shè)計(jì)中，建議免涂裝耐候鋼打磨余高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度降為80疲勞細(xì)節(jié)類型；鐵路免涂裝耐候鋼橋梁設(shè)計(jì)中，建議等厚等寬耐候鋼板對接焊縫的疲勞容許應(yīng)力幅類別降為類型Ⅸ。