焊接结构是工业生产中的主要结构形式,有效的减少焊接结构的失效在工业生产中有着深远的意义。焊接结构主要由母材区和焊接区组成,对焊接接头残余应力的控制与消除可有效减少接头失效破坏的发生;对材料表面性能进行改善可提高材料自身的疲劳性能。作为一项新进技术,超声冲击法既可以对接头残余应力进行有效消除,又可对材料表面性能加以改善,进而提升整个结构的可靠性,在工业生产中有很高的应用价值。本文从以焊接接头为主体,研究超声冲击处理在焊接残余应力的消除方面所具备优势。并对超声处理前后的金属材料的疲劳强度进行测试,作为补充试验,进一步说明超声冲击技术的先进性和实用性,为实际成产提供依据。对于焊接试件,主要以Q345E低合金钢对接接头为研究对象,使用超声冲击方法对接头残余应力进行消除,并与传统热处理方法进行对比,使用X射线衍射法、盲孔法、压痕法三种应力测试方法对消应力前后的试板进行残余应力的测量,并对消应力处理前后的接头进行组织和力学性能的研究。试验结果显示,在对焊接接头组织和力学性能影响不大的情况下,两种消应力方法对焊接接头残余应力的消除效果均十分明显,超声冲击法更是将残余拉应力转变为对接头疲劳性能有益的压应力,并对接头近表面的显微硬度有明显的提升。对于金属材料,以退火态304不锈钢材料为研究对象,对表面车削(Ra=0.8μm)、表面超声滚压(Ra=0.2μm)和表面电耦合超声滚压(Ra=0.2μm)三种表面状态下的不锈钢圆棒进行弯曲疲劳试验。试验结果表明,表面超声滚压处理后,平均疲劳强度较车削处理提高了113.5%;表面电耦合超声滚压处理后,平均疲劳强度较车削处理提高了125.7%,较传统表面超声滚压处理只提高了5.7%。可见超声滚压技术对金属材料的疲劳性能提升十分明显,而电耦合对材料的疲劳性能提升不大。