作者：兰涛，宋帅龙，曲垚，邢广杰，张晓巍，秦广冲，刘鑫，李然
出处：《工业建筑》2025年，第55卷，第9期，第29-41页
主题：高原腐蚀环境下锈损焊接耐候钢的拉伸力学性能
原文官方阅读链接：http://gyjz.ic-mag.com/cn/article/doi/10.3724/j.gyjzG25031302
摘要：在高原地区腐蚀环境下，耐候钢因具备优异的抗腐蚀性能而被广泛使用，但其焊接接头区域因化学成分和微观组织变化，易遭受腐蚀介质侵蚀，致使力学性能退化。该文针对16 mm厚Q500qENH母材及V形和Y形焊接接头试件，采用周期浸润腐蚀试验和单调拉伸试验，揭示了耐候钢焊接接头在典型高原腐蚀环境下的性能退化机制。研究发现：焊接降低了试件的耐蚀性、提高了试件脆性；母材强度退化初期快、后期因锈层致密而减速。文章最终建立了平均腐蚀率0~3%适用的母材屈服强度预测模型，提出强度折减系数0.97（对应2.3%腐蚀率）为维护阈值。

一、研究背景与研究出发点

研究背景：在高原地区腐蚀环境下，耐候钢因具备优异的抗腐蚀性能而被广泛使用。然而，焊接接头区域因化学成分和微观组织变化，易遭受腐蚀介质侵蚀，致使力学性能退化。随着我国对高原地区钢结构桥梁性能要求的不断提高，普通钢材已无法适应高原地区显著的昼夜温差等极端环境，腐蚀问题严重降低了钢材的使用寿命。

研究出发点：国内外学者针对耐候钢腐蚀行为虽已取得重要进展，但现有研究仍存在显著空白——对Q500qENH耐候钢在高原地区以工业大气为主的复杂污染环境中腐蚀动力学和整体性的腐蚀时间缺乏系统研究；焊接接头区域腐蚀差异性机理未获得确切的试验对比分析。该研究正是针对这一空白，针对16 mm厚Q500qENH母材及V形和Y形焊接接头试件展开系统试验。

二、节点分类与构造方案

该文的研究对象并非建筑钢结构中的“节点”连接构造，而是材料层面的焊接接头。具体构造方案如下：

• 母材：16 mm厚Q500qENH耐候钢
• 焊接接头类型：V形焊接接头和Y形焊接接头
• 试验方法：采用更贴合实际高原干湿交替腐蚀环境的周期浸润腐蚀试验，对不同腐蚀时间的试件分别开展单调拉伸试验
• 分析指标：通过对断口位置、屈服荷载、极限荷载、屈服强度及抗拉强度进行分析

三、提升方案对比分析

该文通过对比母材试件与两种焊接接头试件（V形、Y形） 在腐蚀环境下的性能退化差异，得出以下对比结论：

1. 耐蚀性对比：焊接降低了试件的耐蚀性，提高了试件脆性。腐蚀后耐候钢焊接接头试件的力学性能退化高于母材试件。
2. 接头类型对比：Y形接头对腐蚀最敏感（腐蚀敏感性最高），但初始强度最高。
3. 强度退化规律对比：母材强度退化呈现初期快、后期因锈层致密而减速的特征。
4. 破坏模式对比：多数试件呈延性破坏，仅部分V形接头腐蚀27天后出现脆性断裂。

四、研究结论与工程应用价值

研究结论：

1. 建立了平均腐蚀率0~3%适用的母材屈服强度预测模型。
2. 提出强度折减系数0.97（对应2.3%腐蚀率）作为维护阈值。