国内外规范中铝合金焊缝形式对强度及疲劳的影响分析＊

同济大学机械与能源工程学院 上海 201804

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铝合金是工业中应用最广泛的有色金属结构材料，世界年产量仅次于钢，在现代工程技术中有举足轻重的地位。相比于钢材，铝合金强度不低，且密度小，质量轻，冲击韧性良好，加工性能良好，可根据需要进行挤压成型，耐腐蚀性强，基本不需要进行特别维护，广泛应用于航空、航天、汽车、船舶、桥梁等领域。在起重机械领域上，铝合金主要运用在一些轻小型设备，如电动葫芦，小型铝合金龙门架，悬臂吊和吊篮等，在某些特殊大型设备如登船栈桥等也开始有重要应用。图1为外伸距达46 m的可伸缩式铝合金登船栈桥[1]。

图1 46 m可伸缩式登船栈桥

从设计轻量化考虑，桁架结构相比箱型结构要轻约20%左右，特别是对于大跨度的结构而言，桁架结构在轻量化方面的优势较为明显，同时由于风力系数小所受风载会相对较小。但对于桁架结构而言，桁架之间的焊接接头需要处理得当。工程机械中大量数据表明，焊接结构的强度疲劳破坏往往是从焊接接头处产生，尤其是经常处于满载工作状态的起重机设备，对此需要着重设计结构的焊接接头。铝合金化学活性较强，焊接时不易熔合，结构焊接过程中，必须考虑由热影响区软化作用带来的不利影响[2]。同时不同焊缝形式下的焊接热影响区带来的不利影响也不尽相同。国内外规范都对各焊缝形式的焊缝高度及焊缝有效面积，对应的热影响区带来的强……