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焊接已成为最主要的连接方法,疲劳断裂约占断裂失效模式的80～90%。近年来,随着我国大幅度提高列车运行速度,焊接转向架构架的疲劳断裂隐患进一步加大。因此,研究焊接转向架常用钢16MnR焊接接头的疲劳性能具有重要意义。通过超声冲击处理16MnR对接接头和十字接头的焊趾区,研究超声冲击前后焊接接头的疲劳性能。焊态对接接头的S-N曲线方程为lgN = 44.97?16.01lgΔσ;超声冲击态对接接头的S-N曲线方程为lgN = 58.21?20.66lgΔσ;焊态十字接头的S-N曲线方程为lg N = 26.76?9.29lgΔσ;超声冲击态十字接头的S-N曲线方程为lg N = 32.54?11.05lgΔσ。在循环次数下,16MnR焊态对接接头的条件疲劳极限为265MPa,超声冲击态对接接头的条件疲劳极限为325MPa,焊态十字接头的条件疲劳极限为157MPa,超声冲击态十字接头的条件疲劳极限为235MPa,条件疲劳极限分别提高了22.6%和49.7%。N=2×106超声冲击前后对接接头焊趾区的硬度值依次为HV185和HV243,硬度值提高了31%,超声冲击处理在焊趾区产生了有益的残余压应力(σx=-241MPa,σy=-263MPa),焊接接头表面缺陷减少,焊趾区过渡半径ρ增大。这些因素均有助于提高焊接接头的疲劳性能。SEM观察试样断口,发现超声冲击处理前后试样的断口特征相似。裂纹源均产生于试样表面,裂纹扩展过程中呈现出海滩花样特征,断口中存在大量的韧窝,说明试样主要发生准解理断裂,并表现出一定的塑性。TEM观察发现,超声冲击后晶粒细化至纳米量级,纳米晶粒取向呈随机分布。细化的晶粒不仅减少裂纹源,而且阻碍裂纹的扩展,从而提高焊接接头的疲劳性能。