冷作钣金工高级理论知识试卷(三)带答案

冷作钣金工高级理论知识试卷(三)带答案一、判断题（共20题，每题1分，满分20分。正确填“√”，错误填“×”）1.金属材料冷弯成形时，中性层长度始终等于弯曲件的展开基准长度，当相对弯曲半径R/t≥5时，中性层位置近似位于板厚中心，位移系数x取0.5。（）2.采用火焰矫正钢材焊接变形时，加热温度越高，冷却后收缩量越大，矫正效果越好，对于厚板构件可将加热区加热至熔化状态以获得最大矫正应力。（）3.标准椭圆形封头分瓣压制成形后拼接时，径向拼接焊缝之间的最小距离应不小于100mm，且顶圆板直径不应小于封头公称直径的1/2。（）4.等径斜交三通管展开时，支管与主管的结合线为平面曲线，展开时无需进行板厚处理，可直接按外径放样展开。（）5.数控转塔冲床加工板材时，冲裁间隙的选取仅与板材厚度有关，与材料力学性能无关。（）6.冷作构件装配中，定位焊所使用的焊接材料应与正式焊接材料同等级，对于屈服强度≥345MPa的低合金高强钢构件，定位焊长度不应小于40mm，且应避开焊缝交叉、应力集中部位。（）7.钢板卷制圆筒时，出现“过弯”缺陷（即曲率半径小于设计值），可通过在卷板机上反向卷制多次完全消除过弯影响，无需额外矫正。（）8.采用三角形展开法进行构件展开时，适用于所有各类曲面构件，其核心是将构件表面分割为若干三角形平面，通过求实长依次拼画展开形状。（）9.铆接连接中，对于承受动载荷的构件，铆钉直径应按板厚选取，铆钉间距（钉距）最大不应超过8倍板厚或120mm，最小不应小于3倍铆钉直径。（）10.水火弯板工艺加工双曲度外板时，主要依靠加热区冷却后的横向收缩和角变形实现曲面成形，加热深度应控制在板厚的1/2-2/3，避免烧穿或成形不足。（）11.依据GB150要求，厚度≤50mm的单层压力容器筒节组对时，纵焊缝处的错边量不应大于板厚的1/4，且不大于3mm。（）12.弯曲模的间隙越大，弯曲件的回弹量越小，因此大间隙模具适合高精度弯曲件成形。（）13.构件放样时，放样基准应与设计基准一致，通常以构件的轴线、对称中心线、重要安装面或加工边作为放样基准。（）14.采用碳弧气刨清理焊缝根部或刨削坡口时，压缩空气压力应控制在0.4-0.6MPa，碳棒伸出长度保持在80-100mm，以保证刨槽平直、无粘渣。（）15.高强度螺栓连接副装配时，拧紧应分初拧、复拧、终拧三个步骤，终拧扭矩应按螺栓性能等级和直径计算，拧紧后螺栓外露丝扣应为2-3扣。（）16.正螺旋面展开时，由于其属于不可展曲面，只能采用近似展开法，通常将一个导程内的螺旋面分为若干梯形小块，拼接为带缺口的环形扇形制作。（）17.钢板矫正时，多辊矫正机的辊数越多，矫正精度越高，因此厚度小于3mm的薄板应选用辊数不少于11辊的矫正机。（）18.焊接残余应力对冷作构件的静载强度没有影响，因此对于承受静载的普通构件，不需要进行残余应力消除处理。（）19.相贯构件展开时，求相贯线的常用方法有辅助平面法、辅助球面法、素线法，其中辅助球面法仅适用于两回转体轴线相交、且平行于同一投影面的构件。（）20.大型立式圆筒形钢制储罐罐底中幅板采用搭接接头施工时，应先焊纵向短缝、后焊横向长缝，焊接顺序从罐中心向四周对称分段退焊，若采用先焊长缝后焊短缝的顺序易导致底板波浪变形。（）二、单项选择题（共20题，每题1.5分，满分30分。每题只有1个正确答案）1.冷作钣金展开计算中，当弯曲件相对弯曲半径R/t<2时，中性层位置会向弯曲内侧偏移，此时中性层位移系数x的取值范围通常为（）。A.0.3-0.4B.0.5-0.6C.0.7-0.8D.0.9-1.02.板厚t=16mm的Q355R钢板卷制圆筒，纵缝采用埋弧自动焊对接，下料时单道纵缝每侧需预留的焊接收缩量经验值约为（）。A.0.5-1mmB.1.5-2mmC.3-4mmD.5-6mm3.有缝钢管冷弯时，钢管的纵向焊缝应布置在（）位置，防止焊缝受拉或受压开裂。A.弯曲内侧B.弯曲外侧C.与弯曲平面成45°的侧面D.任意位置4.采用火焰矫正厚度20mm的Q235钢板T形接头焊接角变形时，应选用（）加热方式，加热温度控制在600-800℃。A.点状B.线状C.三角形D.环状5.标准椭圆形封头（长短半轴比a:b=2:1，直边段高度为h）采用整板压制成形时，坯料直径经验计算公式为D0=K(Di+t)+2h+δ，其中K为封头冲压成形系数，其取值约为（）。A.1.05B.1.21C.1.42D.1.736.冷作构件装配时，采用固定挡铁定位属于（）定位方式。A.线定位B.点定位C.面定位D.综合定位7.板厚t=10mm的Q235钢板手工弯制90°角件，内弯曲半径R=10mm，弯曲前板料上的弯曲圆角位置毛坯切口应采用（）处理，防止弯曲时应力集中开裂。A.直角切口B.圆弧过渡切口，圆角半径R≥2mmC.45°倒角切口D.90°V形切口8.等径正交三通管连接，支管直径D=500mm，板厚t=5mm，结合处板厚处理应遵循（）原则，保证接口贴合紧密。A.支管按内径放样，主管按外径开孔B.支管按外径放样，主管按内径开孔C.支管按中径放样，主管孔按支管内径划线D.按两构件接触表面的实际尺寸放样，扣除壁厚接触间隙9.额定电流160A的数控等离子切割机切割厚度12mm的Q355钢板时，为保证切割面粗糙度达到Ra25μm以下，切割速度应控制在（）范围。A.100-200mm/minB.500-1000mm/minC.2000-3000mm/minD.4000-5000mm/min10.依据GB150.4-2011要求，板厚t=18mm的Q355R单层压力容器筒节组对时，B类环向焊接接头（等厚度板对接）的错边量允许最大值为（）。A.1.8mmB.3mmC.3.6mmD.4.5mm11.下列展开方法中，适用于正圆锥台构件展开的是（）。A.平行线展开法B.放射线展开法C.三角形展开法D.近似展开法12.采用龙门剪板机剪切板厚t=8mm的Q235钢板时，上下剪刃的间隙应调整为（），以获得良好的剪切断面质量，减少毛刺和塌角。A.0.1-0.2mmB.0.5-0.8mmC.1.2-1.5mmD.2.0-2.5mm13.冷铆连接时，铆钉直径d通常按被连接板件的总厚度Σt选取，一般要求d≥（），保证铆接连接强度，避免板件分离。A.Σt/4B.Σt/2C.ΣtD.1.5Σt14.焊后为消除焊接残余应力，对低合金压力容器采用高温回火处理时，加热温度范围通常为（），保温时间按板厚每25mm保温1h计算。A.200-300℃B.400-500℃C.600-650℃D.800-900℃15.无芯棒弯管时，当相对弯曲半径R/D<（）时，弯管断面椭圆度会超过标准允许值，必须在管内放置芯棒支撑防止变形。A.1.5B.3C.5D.716.下列金属材料中，常规工艺下不允许采用火焰矫正变形的是（）。A.Q235BB.Q355RC.奥氏体不锈钢304D.16MnDR17.用弦长为1/6DN的样板检查筒体纵缝棱角度时，样板与筒壁之间的最大间隙即为棱角度值。对于DN8000、板厚18mm的Q355R筒体，依据GB150要求，棱角度允许最大值为（）。A.1.8mmB.3mmC.3.8mmD.5mm18.采用三角加热法矫正型钢的弯曲变形时，三角形加热区的底边应位于型钢的（），顶点指向弯曲中心方向，以获得最大收缩矫正量。A.弯曲凸侧边缘B.弯曲凹侧边缘C.中性层位置D.腹板中心19.正螺旋面输送器的螺旋叶片，导程S=1000mm，中心轴径d=100mm，叶片外径D=400mm，一个导程内的叶片展开内螺旋线实长为（）。A.√(πd)²+S²≈1048mmB.√(πD)²+S²≈1596mmC.πd≈314mmD.πD≈1256mm20.大型立式储罐采用倒装法施工时，各提升点的同步提升高度差应控制在（）以内，防止罐体局部应力过大产生失稳变形。A.5mmB.20mmC.50mmD.100mm三、多项选择题（共10题，每题2分，满分20分。多选、少选、错选均不得分）1.冷作钣金弯曲成形中，影响回弹量的主要工艺及材料因素包括（）。A.材料屈服强度与弹性模量B.相对弯曲半径R/tC.弯曲模具工作间隙D.弯曲件断面形状E.校正弯曲时的压靠力2.下列曲面类型中，属于几何可展曲面的有（）。A.正圆柱面B.正圆锥面C.斜截圆锥面D.正螺旋面E.半球面3.火焰矫正低碳钢及低合金钢结构变形时，常用的加热方式及适用场景匹配正确的有（）。A.点状加热适用于薄板局部凹凸变形矫正B.线状加热适用于角变形、圆弧变形矫正C.三角形加热适用于型钢、厚板弯曲变形矫正D.面状加热适用于薄壁构件整体变形矫正E.环状加热适用于管件圆度变形矫正4.依据GB150《压力容器》标准，圆筒节组焊过程中需要控制的几何尺寸偏差要求包括（）。A.同一断面最大最小直径差不大于1%DN，且不大于25mmB.纵缝错边量不大于板厚的1/4，板厚≤50mm时不大于3mmC.环缝错边量（等厚度板）不大于板厚的1/4D.纵环缝棱角度不大于板厚的1/10+2mm，且不大于5mmE.筒节母线直线度不大于筒节长度的1/1000，且不大于10mm5.冷作钣金构件放样与号料过程中，需要预留的工艺余量包括（）。A.焊接收缩余量B.切割、刨边加工余量C.弯曲、压制成形的延伸余量D.装配间隙余量E.后续矫正的加工余量6.下列关于等径虾米腰弯头制作的工艺要求，说法正确的有（）。A.弯头各节的结合线均为平面曲线，与管轴线夹角一致B.端节中心角为中节中心角的1/2C.板厚≥3mm时，展开应以管板厚中径为计算基准D.卷制成形后组对时，各节纵缝应相互错开100mm以上E.组对时内侧间隙应略小于外侧间隙，保证根部焊透7.数控等离子切割板材时，影响切割面质量的工艺参数有（）。A.等离子气体流量与压力B.切割电流与电弧电压C.切割速度D.割嘴与工件的距离E.板材的表面锈蚀程度8.高强度螺栓连接副施工的工艺要求，说法正确的有（）。A.螺栓连接面应平整、无油污、无锈蚀，摩擦面抗滑移系数符合设计要求B.拧紧过程分为初拧、复拧、终拧三个阶段，应在24h内完成全部拧紧作业C.终拧扭矩应按螺栓性能等级、直径计算，施工扭矩偏差控制在±10%以内D.终拧后螺栓外露丝扣应为2-3扣，允许有10%的螺栓外露1扣或4扣E.拧紧顺序应从节点边缘向中心对称进行，防止应力集中9.卷板机卷制圆筒时，常见的成形缺陷有（）。A.过弯（曲率半径过小）B.欠弯（曲率半径过大）C.纵缝对接处的直边段D.筒体锥度（两端直径不一致）E.筒壁局部鼓包或凹陷10.不可展曲面近似展开的精度控制措施有（）。A.合理分割曲面单元，尽量缩小单元尺寸B.采用合理的素线或辅助线分割方式，使单元尽量接近可展平面C.准确计算各素线、棱线的实长，减少投影长度换算误差D.预留足够的焊接收缩和成形余量，避免成形后尺寸不足E.展开后按实际曲率制作样板复核，修正展开尺寸误差四、简答题（共2题，每题5分，满分10分）1.简述复杂双曲度曲面构件（如大型椭球封头瓣片、船体外板）分瓣压制时，板厚处理的核心原则及下料排版的注意事项。2.简述冷作焊接构件残余变形的预防措施及矫正方法的选用原则。五、计算题（共1题，满分10分）某厂需制作Q235B材质等径直角虾米腰弯头，弯头内径Di=600mm，中心弯曲半径R（弯头曲率中心到管身轴线的垂直距离）为900mm，弯头共由4节组成（2个对称端节、2个对称中节），板材厚度t=6mm，各节间采用对接焊缝连接，焊后打磨平齐。若展开计算按板厚中径为基准，请完成以下计算：（1）计算端节、中节对应的中心角度数；（2）计算中节构件的最长素线长度、最短素线长度（素线长度为沿管身轴线方向、相邻两个斜口截面之间的垂直距离，tan15°≈0.2679）；（3）列出该弯头卷制组对的3项核心工艺要点。六、工艺分析题（共1题，满分10分）某压力容器制造单位需制作1台材质为Q355R的立式圆柱形储液罐，罐体内径Di=8000mm，筒体高度12000mm，筒体板厚t=18mm，上下封头为标准椭圆形封头（直边高度40mm，板厚20mm），设计要求：筒体纵、环焊缝余高0-2mm；筒体同一断面最大最小直径差不大于25mm；纵、环缝棱角度不大于3.8mm；罐体整体垂直度公差不大于12mm。请结合高级冷作钣金工操作要求，分析：（1）筒体筒节下料、卷制、纵缝组焊阶段的质量控制要点；（2）筒节环缝组装及整体合拢的工艺控制措施；（3）焊后整体变形矫正及尺寸检验的核心方法。参考答案一、判断题答案1.√2.×3.√4.×5.×6.√7.×8.×9.√10.√11.√12.×13.√14.√15.√16.√17.√18.×19.√20.√*判断题解析（关键错题说明）：第2题火焰矫正最高温度不得超过900℃，严禁熔化或过烧，否则会劣化材料力学性能；第4题板厚≥1.5mm的相贯构件必须进行板厚处理，按实际接触面尺寸放样；第7题过弯后反向卷制易产生加工硬化和局部凹陷，需配压力矫正或火焰矫正；第8题三角形法仅适用于不可展曲面近似展开，可展曲面优先采用平行线、放射线法，精度更高；第12题弯曲模间隙越大，材料贴模度越差，回弹量越大，成形精度越低；第18题残余应力在低温、腐蚀、动载条件下会引发脆断或应力腐蚀开裂，对精度要求高或特殊工况构件必须消除残余应力。二、单项选择题答案1.A2.B3.C4.B5.B6.C7.B8.D9.B10.D11.B12.B13.A14.C15.A16.C17.C18.A19.A20.B三、多项选择题答案1.ABCDE2.ABC3.ABC4.ABCDE5.ABCDE6.ABCD7.ABCDE8.ABCD9.ABCDE10.ABCE*多选题解析（关键错题说明）：第6题E选项错误，等厚对接接头组对时间隙应均匀一致，不得出现内侧小外侧大的错隙，否则易产生未焊透；第8题E选项错误，高强螺栓拧紧应从节点中心向边缘对称进行，使板间应力均匀释放。四、简答题答案1.（1）板厚处理核心原则：双曲度曲面压制时外层材料受拉伸长、内层材料受压缩短，中性层长度不变，因此下料展开以中性层尺寸为计算基准；分瓣结合面处需按曲面接触的实际位置修正坡口角度，保证拼接时接口贴合，避免出现错边或间隙不均；压制减薄量需提前纳入坯料尺寸计算，通常封头类曲面压制减薄量不小于板厚的10%，坯料厚度需预留余量。（2）下料排版注意事项：分瓣瓣片的拼接焊缝需避开应力集中区，封头瓣片径向焊缝间距不小于100mm，船体外板焊缝需避开构件弯折、开孔位置；坯料排版需考虑材料轧制纤维方向，尽量使纤维方向与曲面拉应力方向一致，减少压制开裂风险；预留压边余量、切割加工余量和焊接收缩余量，每道拼接焊缝预留1.5-2mm收缩量，压边余量按压制模具要求留50-80mm。2.（1）残余变形预防措施：设计阶段合理选择焊缝尺寸和坡口形式，减少焊缝填充量；工艺上采用反变形法，装配时预留与焊接变形方向相反的预变形量；选择合理的焊接顺序，采用对称焊、分段退焊、跳焊法减少热量集中；对刚性小的构件采用刚性固定法，焊后待冷却至室温再拆除固定装置；采用低应力焊接方法，如CO₂气体保护焊替代大电流手工电弧焊，减少热输入。（2）矫正方法选用原则：优先采用机械矫正法，通过压力机、矫正机使构件产生反向塑性变形抵消焊接变形，适用于塑性好、厚度不大的构件；机械矫正难以实施的大型厚板构件采用火焰矫正法，根据变形类型选择加热方式，低碳钢和普通低合金钢可采用水火矫正，高强钢、不锈钢等敏感材料禁止水冷，矫正温度严格控制在材料允许范围内；精度要求高的构件可采用振动时效或热时效配合矫正，减少残余应力同时稳定尺寸。五、计算题答案（1）中心角计算：4节90°虾米腰弯头的半节数n=2×(4-1)=6，单个半节（端节）中心角α=90°/6=15°，中节由2个半节组成，中心角为2α=30°。（3分）（2）素线长度计算：管中径D=Di+t=600+6=606mm；中节最长素线位于弯头背弧侧，公式为Lmax=2tanα×(R+D/2)=2×0.2679×(900+303)≈644.5mm；中节最短素线位于弯头腹弧侧，公式为Lmin=2tanα×(R-D/2)=2×0.2679×(900-303)≈320.1mm。（4分）（3）核心工艺要点：卷制前需对板材两端进行预弯，消除纵缝处直边段缺陷；组对时各节纵缝相互错开100mm以上，避免焊缝十字交叉；组对时