超聲頻分量雙周疲勞載荷作用下焊接接頭的疲勞性能.pdf

1、許多重要焊接工程結(jié)構(gòu)同時(shí)承受低周疲勞(LCF)和高周疲勞(HCF)的作用，從而產(chǎn)生雙周疲勞(CCF)的問題。本文研究雙周疲勞載荷作用下Q345和Q235B鋼焊接接頭的疲勞性能。
　　為模擬雙周疲勞載荷本文研制出能提供低頻-超聲頻復(fù)合載荷的雙周疲勞試驗(yàn)裝置。超聲頻載荷由一套基于DSP控制的超聲疲勞試驗(yàn)裝置提供。
　　利用超聲疲勞裝置對(duì)Q345和Q235B母材及焊接接頭試件進(jìn)行應(yīng)力比為-1的超聲疲勞試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論母材還是焊接

2、接頭，其S-N曲線都是一條連續(xù)下降的曲線；在107～109循環(huán)周次范圍內(nèi)焊接接頭不存在傳統(tǒng)概念上的疲勞極限，載荷循環(huán)周次超過107甚至109以后，試件依然發(fā)生疲勞斷裂。在超長(zhǎng)壽命區(qū)間，焊接接頭疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)低于母材的疲勞強(qiáng)度。
　　不論是Q345還是Q235B，它們的母材和焊接試件試件疲勞源都位于試件表面或次表面；未發(fā)現(xiàn)有裂紋起源于試件的內(nèi)部夾雜物。
　　利用雙周疲勞試驗(yàn)裝置對(duì)Q345及Q235B薄板對(duì)接試件進(jìn)行純低周、純高周及

3、雙周疲勞試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在應(yīng)力比R=0.5或者最大應(yīng)力值smax=420MPa條件下，雙周疲勞載荷對(duì)Q345及Q235B薄板對(duì)接試件的疲勞壽命有很不利的影響。隨著高周分量比例的提高，焊接接頭的疲勞壽命明顯縮短。
　　使用超聲沖擊處理焊接試件焊趾部位。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過超聲沖擊處理的Q345薄板對(duì)接試件，其雙周疲勞強(qiáng)度明顯高于焊態(tài)試件的雙周疲勞強(qiáng)度。
　　通過掃描電鏡觀察雙周疲勞試件的斷口，發(fā)現(xiàn)裂紋擴(kuò)展區(qū)存在明顯的二次裂紋和疲勞臺(tái)階。