焊接结构日益重要,然而焊接结构不断发生断裂事故,统计资料表明,90%的断裂是由疲劳失效引起的。因此提高焊接接头的疲劳性能有着显著的社会效益和经济效益。本文针对304L不锈钢开发低相变点药芯焊丝及改善其焊接接头疲劳性能的应用进行了系统研究。基于马氏体相变原理,研制了适用于304L不锈钢母材焊接接头焊趾熔修处理的低相变点药芯焊丝(Low Transformation Temperature Welding wire,缩写为LTTW),先对LTTW单道焊缝的残余应力进行测试,结果表明焊缝表面存在残余压缩应力,然后对其焊缝金属的冲击韧性、显微组织、金相组织和硬度进行了测试和分析。利用ANSYS模拟非承载十字接头的焊接温度场和焊后残余应力的分布,接头形式分为三种:原始焊缝、308L焊趾熔修和LTTW焊趾熔修。焊接温度场模拟结果吻合焊接的实际情况。残余应力场的结果表明,相比于原始焊缝焊趾部位的拉伸应力值,308L焊趾熔修提高了焊趾部位的残余拉伸应力,而LTTW焊趾熔修由于低相变点焊材的相变膨胀作用使得残余拉伸应力变为残余压缩应力。针对非承载十字接头进行疲劳试验,结果证明相比于普通焊接接头,LTTW焊趾熔修焊接接头的疲劳强度提高7.87%。相比于308L焊趾熔修的焊接接头,LTTW焊趾熔修的焊接接头疲劳强度提高5.84%。在高、中、低三种应力水平下,经LTTW焊趾熔修处理的试样疲劳寿命提高几倍至二十几倍。并对疲劳数据进行了统计分析,结果表明即使考虑分散性的影响,LTTW焊趾熔修处理还是能够显著地提高焊接接头的疲劳性能。