随着钢材研发生产技术的发展,高强钢被越来越多地应用于土木工程结构中。由于较普通钢具有更高的强度,采用高强钢能够有效减小构件尺寸、减轻结构重量、减少焊接作业量等,具有较高的经济效益,工程应用前景广阔。焊接连接是钢结构主要的连接形式,而焊接节点的强度、韧性和疲劳问题,关系到钢结构的安全可靠性和使用寿命。然而,焊接结构的疲劳性能与钢材的屈服强度并不成正比,高强钢焊接节点的疲劳性能与普通钢节点相比并不如在静力学强度上那般优势明显。因此,高强钢焊接结构的疲劳性能成为制约其工程应用的重要因素之一,了解焊接结构疲劳强度的特点,对焊接节点的疲劳裂纹扩展寿命进行有效预测对焊接结构的安全性至关重要。此外,焊接线能量作为焊接时的一个重要技术参数,其实际大小决定了焊缝和焊接热影响区的微观组织和综合性能,也会对焊接残余应力产生影响,并最终影响焊接节点的疲劳裂纹扩展规律。基于以上方面,本文试验研究了两种不同焊接线能量对Q690CFD焊接T板节点焊趾形状、焊缝和热影响区微观组织和焊接残余应力的影响。其次,结合试验数据,运用ABAQUS进行焊接过程模拟,得到焊接残余应力分布,将数值结果与实测数据对比,验证模型建立与计算参数选取的合理性,为疲劳裂纹扩展计算提供残余应力数值结果,并就焊接速度和板厚对残余应力的影响进行探讨。最后,提出一种计算二维权函数的方法,基于二维权函数,建立一套焊接节点表面裂纹疲劳扩展计算方法,并探讨初始裂纹尺寸和双向残余应力场对表面裂纹疲劳扩展特性的影响。结果表明,改变焊接线能量会对残余应力产生影响,提高线能量增大了焊趾和近焊缝残余应力峰值。裂纹越狭长,裂纹沿深度方向扩展越快,疲劳寿命越短。当存在残余应力时,会加速裂纹扩展过程,缩短疲劳寿命。故在实际工程中,为了提高结构的疲劳寿命,有必要采用合理的焊接工艺控制焊后残余应力。此外,为了能够更准确地评估带裂纹结构的剩余寿命,有必要提高对裂纹缺陷尺寸的检测精度。