一.业务介绍

焊缝疲劳试验是一种用于评估焊缝在循环载荷作用下抵抗疲劳破坏能力的专业检测业务。其主要目的是通过模拟焊缝在实际工作中可能承受的交变应力情况，确定焊缝的疲劳性能，如疲劳极限、疲劳寿命等参数，为焊接结构的设计、制造和安全评估提供重要的技术依据。该业务能够帮助工程师了解焊缝在长期循环载荷下的可靠性，预测焊缝可能出现疲劳裂纹的时间和位置，从而采取相应的措施来优化焊接工艺、改进结构设计，以提高焊接结构的安全性和使用寿命。焊缝疲劳试验广泛应用于航空航天、汽车制造、桥梁建设、机械制造等众多领域，对于保障焊接结构的安全运行和可靠性具有至关重要的意义。

二.检测方法

1.机械疲劳试验技术

旋转弯曲疲劳试验

将带有焊缝的试样安装在旋转弯曲疲劳试验机上，使其承受旋转弯曲应力，通过不断调整应力水平和循环次数，绘制出焊缝的 S-N 曲线（应力 - 寿命曲线），从而确定焊缝在不同应力水平下的疲劳寿命。

轴向拉伸 - 压缩疲劳试验

对焊缝试样施加轴向的拉伸和压缩循环载荷，模拟焊缝在实际结构中承受轴向力的情况，测量焊缝在循环载荷下的变形、裂纹萌生和扩展情况，获取焊缝的疲劳性能数据。

三点弯曲或四点弯曲疲劳试验

利用弯曲试验机对焊缝试样施加弯曲循环载荷，通过测量试样在加载过程中的应变、位移等参数，分析焊缝在弯曲应力作用下的疲劳行为，确定其疲劳强度和疲劳寿命。

2.振动疲劳试验技术

电磁振动疲劳试验

利用电磁振动台产生交变的电磁力，使焊缝试样产生振动，模拟焊缝在实际工作中受到振动载荷的情况。通过控制振动的频率、幅值和时间，对焊缝进行疲劳试验，监测焊缝在振动过程中的响应和损伤情况，评估其抗振动疲劳性能。

液压振动疲劳试验

采用液压振动系统为焊缝试样提供动态的液压载荷，实现不同频率和幅值的振动加载。这种方法能够更精确地控制加载参数，适用于对大型焊接结构或复杂形状焊缝的疲劳试验，可有效检测焊缝在振动环境下的疲劳可靠性。

3.裂纹扩展监测技术

光学显微镜监测

在疲劳试验过程中，定期使用光学显微镜对焊缝表面进行观察，直接测量裂纹的长度、宽度和扩展方向等参数。通过对不同循环次数下裂纹形态的分析，研究焊缝裂纹的萌生和扩展规律，评估焊缝的剩余寿命。

电子显微镜监测

对于一些微小裂纹或需要更详细分析裂纹微观结构的情况，可采用扫描电子显微镜（SEM）或透射电子显微镜（TEM）进行观察。SEM 可以提供焊缝表面裂纹的高分辨率图像，分析裂纹的扩展路径和断口形貌；TEM 则能够深入研究裂纹尖端的微观组织和位错结构，揭示裂纹扩展的微观机制。

声发射监测

利用声发射传感器实时监测焊缝在疲劳试验过程中产生的声发射信号。当焊缝内部出现裂纹萌生、扩展等损伤时，会产生弹性波，声发射传感器捕捉这些信号并进行分析，可实现对焊缝疲劳损伤过程的实时监测和定位，及时发现潜在的危险裂纹。

三.检测范围

1.按焊缝类型划分

对接焊缝

检测对接焊缝在各种循环载荷下的疲劳性能，包括不同焊接工艺（如手工电弧焊、气体保护焊等）形成的对接焊缝，评估其在拉伸、弯曲等载荷作用下的疲劳强度和寿命。

角焊缝

针对角焊缝进行疲劳试验，研究其在剪切、扭转等循环载荷下的疲劳行为，分析角焊缝的焊脚尺寸、焊缝形状等因素对疲劳性能的影响，确定角焊缝的疲劳极限和裂纹扩展特性。

T型焊缝

检测 T 型焊缝在复杂应力状态下的疲劳性能，模拟 T 型接头在实际结构中的受力情况，如承受横向载荷、纵向载荷或两者的复合载荷，评估 T 型焊缝的疲劳可靠性，为 T 型焊接结构的设计和优化提供依据。

2.按材料类型划分

金属材料焊缝

涵盖各种金属材料的焊缝，如碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金等。不同金属材料的焊缝具有不同的疲劳特性，通过疲劳试验可以准确掌握各种金属焊缝在不同工况下的疲劳性能，为材料选择和焊接工艺制定提供参考。

复合材料焊缝

对于复合材料的焊接结构，如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等的焊缝，进行疲劳试验以评估其在循环载荷下的界面结合强度、纤维断裂和基体开裂等情况，研究复合材料焊缝的疲劳损伤机理和寿命预测方法。

3.按应用领域划分

航空航天领域

对飞机机身、机翼、发动机等部件中的焊缝进行疲劳试验，确保焊接结构在飞行过程中能够承受反复的空气动力、振动等载荷，保障飞机的飞行安全和可靠性。

汽车制造领域

检测汽车车架、车身、底盘等部位的焊缝疲劳性能，模拟汽车在行驶过程中的各种路况和载荷条件，评估焊缝的耐久性，提高汽车的使用寿命和安全性。

桥梁建设领域

针对桥梁的钢箱梁、桥墩、吊杆等焊接结构进行疲劳试验，考虑桥梁在车辆荷载、风荷载、地震荷载等作用下的疲劳问题，为桥梁的设计、施工和维护提供科学依据，确保桥梁的长期安全运营。

机械制造领域

对各类机械设备中的焊接部件，如起重机吊臂、压力机机身、减速机壳体等的焊缝进行疲劳试验，保证设备在长期运行过程中焊接结构的可靠性，防止因焊缝疲劳失效而引发设备故障和安全事故。