目前在工程生产上,焊接是最主要的连接方法之一。由于焊接连接的本身特点,在焊缝处存在应力集中、焊缝缺陷和焊接残余应力。在交变载荷作用下,疲劳裂纹有可能在焊接结构的焊缝附近萌生,并导致疲劳破坏。在核能工业中,焊接性能的质量直接影响整套设备的运行。本文以核电工业应用最多也是最关键的设备——核电压力管道与压力容器中应用广泛的304钢为试验研究对象。本文研究304钢及其焊接结构的疲劳性能。在阐述疲劳的理论和查阅大量的国内外相关资料基础上,确定了材料及结构所承受载荷的应力水平,并且制定了相关的试验计划。首先进行静拉伸试验。通过静拉伸试验获得材料基本的力学性能参数,比如材料屈服极限和强度极限以及焊接结构的强度极限等等。接下来对不同尺寸的光滑试样进行疲劳试验,研究其疲劳性能,包括主要影响因素尺度效应。进而对单条焊缝和三条焊缝的焊接试样进行疲劳试验,研究焊接结构在疲劳载荷作用下的疲劳特性。对已经破坏的试样进行断口分析,观察裂纹源的产生和疲劳裂纹扩展情况,分析不同种类试样各个区域的材料性能。为了进一步研究疲劳机理,还进行了金相检验。包括对材料和焊接结构母材的金相检验,以及对疲劳后焊缝区和焊接接头热影响区进行金相组织分析,分析其变化过程。在观测金相组织过程中发现,手工电弧焊使304钢焊接热影响区晶粒细化,强度有所加强。由于试样过渡圆角应力集中的影响,得到的试验数据包括一些随机截尾数据。根据经验,低周疲劳下,寿命分布符合威布尔分布。本文采用秩次增量法与相关系数法对威布尔分布进行三参数估计。应用Matlab绘制出分布曲线,进而对材料和焊接结构作出寿命预测。