焊接结构生产习题1-10章答案.doc

第一章：一、1.变形, 物体在外力或温度等因素的作用下,其形状和尺寸发生变化 2. 应力，存在于物体内部的、受外力作用或其他因素引起物体内部之间相互作用力，叫做内力。物体单位截面积上的内力叫做应力。 3.焊接应力与焊接变形 ,焊接应力是焊接过程中及焊接过程结束后，存在于焊件中的内应力。由焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形. 1. 收缩变形, 焊件尺寸比焊前缩短的现象称为收缩变形.纵向和横向收缩变形（1）纵向收缩变形（2）横向收缩变形2. 角变形. 角变形产生的根本原因是由于工艺措施焊缝的横向收缩沿板厚分布不均匀所致。 3. 弯曲变形,弯曲变形是由于焊缝的中心线与结构截面的中性轴不重合或不对称、焊缝的收缩沿焊件宽度方向分布不均匀而引起的. 4. 波浪变形, 波浪变形常发生于板厚小于6mm的薄板焊接过程中，又称之为失稳变形。焊缝角变形引起的波浪变形5. 扭曲变形产生扭曲变形的原因主要是焊缝角变形沿焊缝长度方向分布不均匀。工字梁的扭曲变形。二、预热法与冷焊接的实质是否一样？为什么？三、1. 设计措施（1） 选择合理的焊缝形状和尺寸（2）减少焊缝的数量（3）合理安排焊缝位置2. 工艺措施 （1）留余量法（2） 反变形法（3）刚性固定法（4）选择合理的装配焊接顺序（5）合理地选择焊接方法和焊接工艺参数（6）热平衡法（7）散热法. 四、矫正焊接残余变形的方法1. 手工矫正法2. 机械矫正法3. 火焰加热矫正法（1）点状加热 （2）线状加热。五、控制焊接残余应力的措施1. 设计措施1）尽量减少结构上焊缝的数量和焊缝尺寸2）避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够的距离3）采用刚性较小的接头形式。2. 工艺措施1） 采用合理的装配焊接顺序和方向2）预热法3）冷焊法4）降低焊缝的拘束度5）加热“减应区”法。六、消除或减小焊接残余应力的方法：1. 热处理法（1）整体热处理（2）局部热处理2. 机械拉伸法3. 温差拉伸法4. 锤击焊缝5. 振动法第二章：一 1. 电弧焊接头（1）对接接头（2）T形（十字）接头（4）角接接头（5）端接接头二1. 应力集中：在几何形状突变处或不连续处应力突然增大的现象称为应力集中. 2. 焊接接头产生应力集中的原因:（1）焊缝中的工艺缺陷（2）焊接接头处几何开状的改变（3）不合理的接头形式和焊缝外开四、1. 焊接接头设计的几点注意事项：1）应尽量使接头形式简单、结构连续，且不设在最大应力作用截面上。2）角焊缝的焊脚尺寸不宜过大，大尺寸角焊缝的单位面积承载能力较低；正面角焊缝的刚度比侧面角焊缝的刚度大，实际强度也比侧面角焊缝的大。3）尽量避免在接头厚度方向上传递力，减小接头部分应力分布的复杂程度。4）接头要便于制造和检验。六1. 影响疲劳强度的因素:（1）应力集中的影响（2）残余应力的影响（3）缺陷的影响2. 提高疲劳强度的措施:热处理法、机械拉伸法、温差拉伸法、锤击焊缝、振动法。七1. 影响金属脆断的主要因素：1.（1） 材料状态的影响（2）应力状态的影响（3）温度的影响（4）加载速度的影响2. 预防焊接结构脆性断裂的措施（1）正确选用材料1）要求母材应具有一定的止裂性能2）随着钢材强度的提高，断裂韧性和工艺性一般都有所下降（2）采用合理的焊接结构设计1）尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中2）在满足结构使用条件下，尽量减少结构的刚度，以降低应力集中和附加应力3）不应通过降低许用应力值来减少脆性的危险性，因为这样的结果将使厚度过分增大，从而提高钢材的脆性转变温度，降低其韧性值，反而易引起脆性断裂4）对于附件或不受力焊缝的设计，应与主要腕力焊缝一样给予足够重视，防止这些接头部位产生脆性裂纹，以致扩展到主要的受力元件中，使结构破坏5）减少和消除焊接残余拉伸应力的不利影响。第三章：一、焊接梁、柱、桁架结构：1. 焊接梁是在连个主平面内一个或两个主平面内承受弯矩作用的构件。工作特点是结构件受横向弯曲2. 焊接柱，柱是主要承受 压力并将载荷传递至基础的构件。主要是支撑和传递载荷作用3. 焊接桁架，桁架主要用于承受横向载荷的梁类结构，还可以作为机器骨架级各种支撑架，成平面结构或由几个平面组成，焊缝多而且短，整体对称与长度中心。二、工字梁主要用于只在一个主平面内承受弯矩场合，而箱型梁是封闭的适用于两个主平面承受弯矩及附加轴向力的场合，柱通过钢板拼焊，型行焊接以及采用钢板和型材组合施焊而形成的受压杆件，轴向受压柱承受压力载荷偏心受压柱承受压力的同时承受纵向弯曲。三、焊接容器结构1.压力容器能承受一定压力作用的密闭容器最常见的结构：圆柱 球锥 （1）筒体 封头法兰 开孔与接管 支座 2.焊接容器的分类（1）按用途分有反应容器、换热容器、分离容器和储存容器4类（2）按设计压力（3）按设计温度（4）按容器壳体结构（5）按制造容器材料 五 设计薄板 六、将原材料或半成品转变成产品的全过程为生产过程，焊接结构的工艺过程是有一系列的工序依次排列组合而成的，过程分析应从保证条件要求和采用先进工艺的可能性两方面着手应遵循在保证技术的前提下取得最大经济效益第四章：一、（1）、划线是根据设计图样的图性和尺寸，准确的按1：1比例在待下料的刚才表面上划出加工界线的过程划线的基本规则。1）垂线必须用作图法 2）用划针或石笔划线时，应紧抵钢直尺或样板的边沿3）圆规在钢板上划圆、圆弧或分量尺寸时，应先打上样冲眼，以防圆规尖滑动4）平面划线应遵循先画基准线，后按由外向内，从上到下，从左到右的顺序划线的原则。平面划线和立体划线两种 划线注意事项p74 （2）、放样根据构件的图样，按1：1比例或一定比例在放样台或平台上划出所需图形的的过程。放样方法1. 实尺放样 ，2. 展开放样 3. 光学放样。（3）下料用各种方法将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序 1. 手工下料1）克切；2）锯割；3）砂轮切割；4）气割。2. 机械下料（1）剪切（2）热切割（3）冲裁。2.展开放样？进行展开放样时如何对厚板件进行处理的？1概念：把各种立体的零件表面摊平的几何作图过程称为展开放样。2、1）计算弯曲展开长，板厚较小时可直接按标注的直径或半径计算展开长，板厚较大时必须考虑板厚对展开长度高度以及相关构件的接口尺寸的影响2）可展曲面的展开放样：1平行线展开法 2 放射线展开法 3 三角形展开法。3.下料用各种方法将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序 1. 手工下料1）克切；2）锯割；3）砂轮切割；4）气割。2. 机械下料（1）剪切（2）热切割（3）冲裁。适用情况4. 钢板卷弯原理及卷板的工艺过程是什么？通过旋转辊轴使毛料弯曲成型称为滚弯，钢板至于卷板机上下滚轴之间，上辊轴下降时钢板便受到弯矩的作用而发生弯曲变形。钢板卷弯由预弯（压头）、对中其目的是使工件的素线与辊轴线平行，防止扭斜保证滚弯后工件几何形状准确、卷弯三个步骤组成。5. 什么是最小弯曲半径？为什么型钢、钢板弯曲时，弯曲半径都应小于最小弯曲半径？材料在不发生破坏的情况下所能弯曲的最小曲率半径。压制的钢材形成各向异性的纤维组织，钢材平行于纤维方向的塑性指标大于垂直于纤维方向的塑性指标，因此弯曲半径小些。6. 什么是回弹？钢板在冷弯后都会产生回弹吗？怎样减小回弹？通常材料发生塑性变形时，仍有部分弹性变形存在。而它在卸载时要恢复原态，使弯曲件的曲率和角度发生变化叫回弹。大部分是。措施1将凸模角度减去一个回弹角，使板料弯曲程度加大，板料回弹后恰好等于回弹的角度。2.采用校正弯曲，在弯曲终了时进行校正，即减小凸模的接触面积或加大弯曲部件的压力.3.减小凸模与凹模的间隙4采用拉弯工艺5必要时，如果条件允许可采用加热弯曲。第五章：1、装配是将焊件按产品图样和技术要求，采用适当工艺方法连接成部件或整个产品的工艺过程。 装配的基本条件：1）定位2）夹紧3）测量2、定位基准：在结构装配过程中，必须根据一些指定的点线面来确定零件或部件在结构中的位置，这些为依据的点线面称为定位基准。 选择：p100。3常用的装配方法：1. 装配前的准备2. 装配中的定位焊3. 装配工艺过程的制定4.装配中的定位焊。如何选择：4. 装配工艺过程制定的内容：（1）零件、组件、部件的装配次序；（2）在各装配工艺工序上采用的装配方法；（3）选用何种提高装配质量和生产率的装备、胎夹具和工具。5. 装配焊接顺序有三种类型：1整装整焊：流水作业，停工损失小2随装随焊：一个工位交替作业，影响生产效率3零件部件装配焊接总装配焊接：适用于批量生产，流水作业。特点P114？6.焊接工艺制定的内容：（1）选择合理的焊接方法、设备、材料;(2)合理的焊接工艺参数（3）合理的焊接热参数（4）合理的焊接工艺装备。制定焊接工艺的原则：（1）能获得满意的焊接接头（2）焊接应力与变形要小（3）可焊到性好，旋焊方便（4）翻转次数少，生产效率高（5）成本低，经济效益好7接工艺方法的选择1. 选择焊接方法2. 选择焊接材料3. 选择焊接设备8焊接工艺参数的选定 （120）9理的焊接热参数1. 预热：减缓温度梯度及冷却速度 2. 后热：避免延迟裂纹3. 焊后热处理：改善组织性能消除残余应力。根据结构材料、焊缝的化学成分、焊接方法、结构刚度、应力、载荷类型、温度等来选择。第六章：1.装配焊接工艺装备主要作用：1).定位准确、夹紧可靠，可部分或全部取代下料和装配时的划线工作。2）.防止和减小焊接变形，降低焊接后的矫正工作量，达到提高劳动生产率的目的。3）.能够保证最佳的施焊位置，焊缝的成型性优良，工艺缺陷明显降低，可获得满意的焊接接头4）.采用机械装置进行零部件装配的定位，夹紧及焊件翻转等繁重的工作，可改善工人的劳动条件5）.可以扩大先进工艺方法和设备的使用范围，促进焊接结构生产机械化和自动化的综合发展。分类：1）按功能分：装配焊接夹具、焊接变为机械、焊接辅助装置2）按适用范围分：专用工装、通用工装、组合式工装3）按动力源分：手动工装、气动工装、液压式工装、电动工装。2. 以图6-1为例，试述零件完全定位的基本原理及六点定位规则的含义：焊件上的六个自由度均被限制定位称为完全定位。一个刚体在空间有六个自由度，要使工件的位置固定不变，就应限制这六个自由度，每限制一个自由度，工件就与夹具上的一个点相接触，所以限制六个自由度就有六个点接触。以六点限制工件六个自由度的方法称为六点定位规则或六点定位原理3. 零件定位基准的选择应考虑因素：在设计胎夹具时首先应根据焊件的形状选择合理的基准，尽量选用零件表面粗糙度值较低的面作为基准，同时又要使一个基准具有多种用途以减少基准的数量，从而简化胎夹具的结构。因此，在选择基准时常常将设计基准作为定位和测量基准。4. 对压夹器的基本要求：1）.施力夹紧后不应再破坏工件的正确位置2）.在保证工件不发生移动的情况下，尽量减少夹紧力，以免使工件变形或损伤其表面3）.夹紧力的作用方向应垂直于装配基准，且着力点应在支撑点上或由支撑点组成的平面内4）.夹紧器的结构应简单、操作方便、动作迅速、安全可靠、省力、容易维修，移动式的还应尽量轻便。确定夹架力的三要素：夹紧力的方向的确定 夹紧力的大小的确定 夹紧力的作用点的确定。5. 典型夹紧装置组成:定位元件、夹紧元件、夹具体。各部分有何用：夹具体起连接各定位元件和夹紧元件，有时起支撑焊件作用。6. 画图并说明斜楔夹紧装置的特点:主要通过斜面移动所产生的压力来夹紧工件。用锲条进行装配，方便灵活速度快。应用：7. 工装夹具设计的基本要求:1）.焊接结构的生产规模和生产类型在很大程度上决定了选用工艺装备的经济性、专用化程度、完善性、生产效率及构造类型2）.产品的质量、外观尺寸、结构特征以及产品的技术等级、重要性等也是选择工艺装备的重要依据3）.在产品生产工艺规程中对工艺装备的选用有着较明确的要求和说明，这些内容对选择工艺装备有很强的指导性4）.工艺装备的可靠性5）.对制品的适应性6）.焊接方法对夹具的某种特殊要求7）.安装调试维护的可行性8）.尽量选用以通用化、标准化的工艺装备方法步骤：1. 绘制草图阶段1） 基准的选择2） 绘制焊件图3） 定位件和夹紧件设计4） 夹具主体（骨架）设计5） 完成设计草图2. 绘制夹具工作总图阶段3. 绘制装配焊接夹具零件图阶段4. 编写装配焊接夹具设计说明书.8. 气压与液压动力装置各部分组成：动力部分、控制部分、执行部分、辅助部分。两种装置(1)优点：a.气压式夹紧器具有夹紧动作迅速，夹紧力比较稳定，结构简单，操作方便，不污染环境及有利于实现程序控制等优点.b.液压式夹紧器具在输出力相同的情况下液压缸尺寸较小，惯性小，结构紧凑。液体又不可压缩性，故液压式夹紧器加进刚度较高，且工作平稳，夹紧力大，有较好的抗过载能力。液体油有吸震能力，便于频繁换向。(2)不足：液压系统结构复杂，制造精度要求高，成本较高，控制部分复杂，不适合远距离操纵。9.焊件变位机械装备类型：1. 焊接回转台2.焊接翻转机3.焊接滚轮架4.焊接变位机焊件变位机械装备使用范围及结构特点：焊接回转台主要用于回转体焊件的焊接，堆焊和切割 焊接反转机是使工件绕水平轴转动或是之处于倾斜位置的焊件变为机械 焊接滚轮架主要用于锅炉、压力容器筒体的装配和焊接 焊接变位机是集翻转和回转功能于一身的变位机器第七章 焊接结构工艺性分析 ：1. 试述焊接结构工艺性审查的目：为了提高设计产品结构的工艺性，对新设计的产品、改进设计的产品以及外来产品的图样，首次生产前一般要进行结构工艺性分析。焊接结构工艺性分析步骤：1. 产品结构图分析2. 产品结构技术要求。2焊接结构工艺性分析的内容：一、从