小支管插套焊主要用在核电站主管与支管的连接上，插套焊管道里面经常流动着腐蚀性液体，而流动的液体又容易产生空穴现象并使管道发生简谐振动，小支管插套焊在振动和腐蚀的作用下特别容易高周疲劳失效；且焊根处尤为严重。本文针对耐腐蚀的304L不锈钢制备的插套焊焊接接头，进行了振动疲劳试验研究，分析其高周疲劳失效机理与影响因素，并提出相应的延寿技术。具体如下：本文用振动台进行疲劳试验，其振动模式与实际相符；但也存在两个实施问题，一是进行疲劳试验时振动台不能像液压伺服试验机一样直接施加应力，二是如何监控试样是否失效。本文基于材料力学和机械振动学理论，推导了悬臂梁振动条件下插套焊接头应力的计算公式，明确了各个参数对应力的影响，使试样能在预设的交变应力下进行疲劳试验。针对原始设计插套焊焊接接头的高周疲劳试验结果表明，在高应力条件下焊接接头倾向于在焊趾处开裂，在低应力条件下倾向于在焊根处失效。对疲劳试样的失效机理分析表明，径向间距、焊脚尺寸和焊趾处夹角能影响插套焊接头的疲劳性能，并且增加焊根熔深能改善插套焊接头的疲劳性能。基于预制坡口能提高焊根熔深的思路，研究了预制3mm和5mm坡口对插套焊疲劳性能的影响。研究结果表明，加开坡口后，一方面插套焊接头的阻尼增大，提高了插套焊的抗振动能力；另一方面，随着坡口深度增加，在振动疲劳载荷下，虽然焊根处的应力降低幅度很小，但由于峰值应力超过了材料的屈服强度，其塑性应变值显著降低，即焊根处的塑性损伤随着坡口深度的增加逐渐降低，从而提高了焊根处的抗疲劳裂纹萌生能力。因此，加开坡口能够显著提高插套焊焊根处的高周疲劳性能，大幅延长疲劳寿命。另外，由于加开坡口增加了焊趾处的焊接残余应力，在提高低应力条件下焊根处疲劳性能的同时，降低了高应力条件下焊趾处的疲劳性能。由于插套焊正常服役的振动条件为低应力下的高周疲劳，因此加开坡口能够显著提高插套焊接头的高周疲劳寿命。