一种改善汽车焊趾疲劳特性的焊接方法

焊接是汽车制造过程中常用的连接方式，通过焊接相连的两个零部件不需要再进行热处理和喷丸处理就能去除焊接残余应力，其主要失效形式是由于路面激励引发循环载荷产生的疲劳失效。近年来，由于汽车轻量化要求的不断增多，汽车上零部件的厚度变得越来越薄、强度变得越来越高，因此使汽车焊接结构的疲劳失效变得越来越突出。而对于焊接接头的疲劳失效，通常是从焊趾处出现开裂开始的。为了改善汽车焊接结构的疲劳特性，则需要改善焊趾处的疲劳特性。

而改善焊趾处疲劳特性常用的焊接方法为惰性气体金属弧焊，考虑超声冲击能够利用超声波振动高速冲击焊接表面，使焊接表面产生塑性变形和残余压应力，这将降低焊接表面已经存在的残余应力、降低疲劳处的应力集中。因而，采用在惰性气体金属弧焊中加入超声冲击过程。通过试验对该方法的有效性进行验证。试验采用常规S355普通低碳钢进行试验样品的制造。采用惰性气体金属弧焊将两个S355钢条焊接成十字接头的形式，并在焊接时利用超声冲击对焊接表面进行冲击。将得到的试验样品置于德国申克（Schenck）集团生产的Hydroplus PSB疲劳试验机上，设定循环载荷为200kN、加载频率为30Hz、循环应力比为0.5，试验样品承受100万次循环载荷也不发生疲劳失效，则认为其不会出现疲劳失效。试验结果表明，利用带有超声冲击的惰性气体金属弧焊方法制成的样品，其疲劳特性显著增强，验证了该方法的有效性。

刊名：Welding in the World（英）

刊期：2016年第60期

作者：E.Åstrand et al

编译：陈丁跃