超長壽命區(qū)間超聲沖擊處理焊接接頭的疲勞行為.pdf

1、在船舶及海洋工程結(jié)構(gòu)等許多工業(yè)領(lǐng)域其零部件受交變載荷的作用，在服役期內(nèi)構(gòu)件常常發(fā)生疲勞破壞。而結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞的地方往往是比較薄弱的焊接接頭。本文介紹了改善焊接接頭疲勞強度的超聲沖擊方法，并比較了Q235和Q345焊態(tài)和超聲沖擊態(tài)下的疲勞強度。
　　 對于Q235，在1×107循環(huán)周次下由焊態(tài)的211MPa提高到超聲沖擊態(tài)的330MPa，提高了56％，在1×109循環(huán)周次下由焊態(tài)的82MPa提高到了224MPa，提高了173％；

2、對于Q345,在1×107循環(huán)周次下由焊態(tài)的225MPa提高到超聲沖擊態(tài)的383MPa，提高了70％，在1×109循環(huán)周次下由焊態(tài)的89MPa提高到了226MPa，提高了154％。根據(jù)試驗結(jié)果，建議對于普通焊態(tài)接頭，以1×107作為設(shè)計曲線轉(zhuǎn)折點，循環(huán)周次低于1×107時S-N曲線斜率采用m=3進(jìn)行設(shè)計，循環(huán)周次高于1×107時S-N曲線斜率采用m=5進(jìn)行設(shè)計；對于超聲沖擊強化接頭，在整個疲勞壽命區(qū)間都采用m=10的斜率進(jìn)行壽命設(shè)計。<

3、br>　　 分析了超聲沖擊改善焊接接頭疲勞強度的機理，發(fā)現(xiàn)超聲沖擊主要通過在焊趾區(qū)形成的表層壓應(yīng)力、表層形變硬化和塑性變形、增加了接頭處過渡半徑等幾個方面影響焊接接頭疲勞行為的。
　　 對Q235和Q345鋼焊態(tài)和超聲沖擊態(tài)下的疲勞試樣斷口進(jìn)行了觀察分析發(fā)現(xiàn)：表面型疲勞裂紋源是主要的疲勞裂紋萌生方式；超聲沖擊處理態(tài)的一些試樣中的裂紋起源于超聲沖擊的振動擠壓作用造成的表層或次表層微裂紋，有著與焊態(tài)不同的斷裂模式。