超声冲击提高焊接接头疲劳特性研究进展

摘要

焊接结构的失效以疲劳断裂为主,且焊接结构强度主要是由焊接接头的疲劳强度决定的.因此,改善焊接接头疲劳性能将显著提高焊接结构的整体性能.超声冲击处理是一种有效的改善焊接接头疲劳性能的技术.研究表明,该技术通过改善焊接接头几何外形,细化表层晶粒及引入有益的残余压应力可大幅度提高焊接接头的疲劳强度和疲劳寿命.本文综述了超声冲击处理对焊接接头疲劳性能影响的研究现状,分析了影响焊接接头疲劳性能的因素,总结了超声冲击改善焊接接头疲劳性能的结果,对目前研究过程中存在的问题进行探讨,最后对超声冲击表面纳米化技术的应用前景进行展望.指出超声冲击表面纳米化技术自产生到应用以来，已经在焊接接头方面取得了显著成效，使焊接接头的强度、硬度和疲劳性能等都大为改善。已有的实验研究表明超声冲击处理技术通过改善焊接接头几何外形使应力集中系数下降以降低应力集中程度;通过细化表层晶粒改善表层组织，减少缺陷，使组织致密均匀;通过在表层引入残余压应力以改变表层残余应力场，抑制表层裂纹的萌生与扩展。所有这些改善综合作用使焊接接头的疲劳强度显著提高，疲劳寿命明显延长。但从研究进展来看，研究过程中处还存在很多不足之处，不仅研究的材料种类少而且对每种材料研究进行的重复试验次数少，对其研究的各方面性能不能进行有力的验证，需要进行更全面更深入的研究。