Page 85 - 国外钢铁技术信息内参（2024年6月）
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图 61 高热输入焊接法减少电弧时间的效果 ᇏݓࣁඋ࿐߶
3）抗疲劳技术
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在漂浮式海上风力发电机中，除了普通漂浮设施所承受的海浪波动外力外，
还叠加了风力发电特有的风和转子振动所产生的波动外力，因此所使用的钢材
会在宽频范围内承受复杂的重复应力。因此，对于形状不连续和焊接接缝等应
力集中部位，需要进行满足足够耐久性的疲劳设计。虽然对于大型漂浮式海上
风力发电机来说，使用高强度钢材是可取的，但即使钢材的强度提高了，焊缝
的疲劳强度一般也不会提高。为了充分发挥高强度的优势，需要采取提高焊缝
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疲劳强度的措施。 超声波冲击处理（Ultrasonic impact treatment:UIT）是一种表
面强化处理方法，在超声波振动工具和待处理工件之间放置一个金属销，产生
的超声波冲击力发生撞击，使物体表面产生塑性流动，同时在被撞击表面附近
产生压缩残余应力。UIT 已越来越多地应用于船舶和桥梁，它不仅能改善焊缝
的形状，还能改善残余应力和钢组织，从而显著提高抗疲劳性能。萱森等人利
用了海上风力发电机用高强钢生产的模拟结构体，展示了 UIT 对目标部位的疲
劳特性的提升效果。表 9 显示了用于大型结构模型疲劳试验的 YP460 钢板的化
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学成分和机械性能，图 62 显示了大型结构模型疲劳试验件。假定漂浮结构与塔
架底座连接处的支架焊缝为疲劳部位，漂浮结构被模拟为水平构件，塔架底座
被模拟为垂直构件。大型结构模型疲劳试样的疲劳特性如图 63 所示。当使用通
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常作为疲劳设计曲线指标的 2×10 周期时间强度来评估该实验结果时，UIT 试
样的疲劳强度是焊接试验件的两倍多。因此，不仅在船舶桥梁中，而且在海上
风力发电机的漂浮结构中，UIT 都能显著提高疲劳强度。
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CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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