超聲沖擊對P355NL1鋼焊接接頭超高周疲勞性能影響

焊接是重要的制造技術,在工業生產和國民經濟中起著十分重要的作用。在世界主要的工業國家，其焊接結構占鋼產量的50%~60%。疲勞失效是金屬結構失效的主要形式之一，根據統計，由疲勞失效引起的金屬結構失效占失效結構的90%。在傳統的認知中，材料在某一應力作用下達到107周次仍然不會斷裂，則稱材料有無限壽命。然而隨著高速鐵路的發展，機車上某些結構或零部件的實際使用壽命需要達到107~1010周次。

華東交通大學的學者通過超聲疲勞試驗探究超聲沖擊對P355NL1鋼焊接接頭超高周疲勞性能的影響。結果表明，由疲勞S-N曲線可知，在105~109壽命區間內，沖擊態試樣的疲勞性能要高于焊態試樣，在1.0×108的疲勞壽命下，焊態試樣的疲勞強度為139MPa，沖擊態的疲勞強度為217MPa，沖擊態疲勞強度相較于焊態提高了56%，這表明超聲沖擊可以明顯提高焊接接頭的疲勞強度。利用掃描電鏡(SEM)觀察斷口形貌可以發現，裂紋源位于焊接接頭焊根區表面。P355NL1鋼焊接接頭疲勞斷裂為準解理斷裂，超聲沖擊可以提高焊接接頭的疲勞強度，但不會改變其疲勞失效機理。超聲沖擊可以降低焊根處應力集中，引入有益壓應力和表面晶粒細化，從而提高焊接接頭的疲勞強度。

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