振动处理对焊接构件疲劳寿命的影响

关于振动处理对焊接构件疲劳寿命的影响问题国内外一直存在着不同的看法。由于振动处理荷载与构件承受的疲劳荷载相似，因此一种推论认为振动处理减短了构件的疲劳寿命。而另一种观点则认为由于在振动处理过程中残余应力的降低和均化从而延长了疲劳寿命。这两种观点均未经充分的试验验证。

一些文献提出用振动处理可以提高焊接构件疲劳寿命的推论，并用对焊板试验件的“振动处理”与“非处理”两种工况下疲劳寿命的对比试验来加以验证。并用大量的试验结果证明了振动处理可以提高材料的力学性能，其中包括材料的断裂韧性得到提高，裂纹扩展速率降低、疲劳极限得到提高。这些都是提高结构件疲劳寿命的关键因素。因此振动处理可以提高焊接构件疲劳寿命的结论，已被下述试验给予验证。

1．试验方法

（1）试件：用尺寸为50×30×12mm的钢板条，每两根在端部对焊成一体做为试件。三根做材性试验，四根经振动处理后做疲劳试验，五根直接进行疲劳试验而不做任何处理。

（2）试验方法

在两吨高频疲劳试验机上做纯弯曲疲劳试验。

2．试验结果

九个试件的疲劳寿命试验结果列在表3.14中，其中五件（编号1，2，3，8，9）未经任何处理，直接在疲劳机上进行试验。其应力幅为25MPa~310MPa。五个试件疲劳寿命平均值为4.5×10⁵次。

表3.14  试验结果数据表

另外四件（编号4，5，6，7）在进行疲劳寿命试验之前，进行过振动时效处理：在同一疲劳机上，用25MPa~155MPa（即1/2荷载法）荷载进行脉动处理1小时，频率为200Hz。然后再对前面五件所用的同样荷载进行疲劳寿命试验。从表3.14可见其平均寿命为5.67×10⁵次。

从本次试验，可以得出如下结论：

（1）本实验件振动处理提高疲劳寿命达25.3%之多，说明振动处理技术对提高焊接构件的疲劳寿命有很好的作用。

（2）选择合理的工艺参数，提高疲劳寿命的效果将更加显著。