焊接结构复习习题

1、。第1章焊接接头的静载荷力学行为1.内应力根据其分布的尺度范围可分为、和。2.焊接热过程的特点主要表现在三个方面：高、中、低。3.纵向残余应力x分布的一般规律是：拉应力在远离焊缝处迅速减小，然后出现。4.焊接残余收缩变形主要表现在两个方面。5.焊接接头的基本形式有：和。6.焊接结构脆性断裂的原因有很多：主要是制造工艺等。7.为了防止结构的脆性破坏，有两个设计原则：一个是原则，另一个是原则。8.当进行多层焊接时，如果它在前一焊道中发生，它可能在随后的焊道中的这些缺陷处发生，这将形成焊接结构。9.对于大型焊接结构，应尽可能减少，以减少总和的影响。10、或等。会造成构件中的应力集中，降低构件的疲劳强

2、度。11.大多数疲劳断口都有一些共同的特征。一般来说，有两个区域，即和。1.和谐是形成各种焊接裂纹的重要因素，也是焊接接头热应变脆化的根源，并影响结构。2.合理的接头结构不仅使结构的使用寿命不高，而且便于工艺上的焊接；它不仅保证了结构，而且节省了时间和材料。3.内应力可分为，并根据其分布的尺度范围。4.横向残余应力的形成机制比纵向残余应力的形成机制复杂，纵向残余应力由两部分组成。一个是焊缝和附近的塑性区，用y表示；另一个原因是焊缝和附近塑性区之间的差异，用y表示。5.焊接接头的基本形式有：和。6.根据断裂前的塑性变形，断裂可分为两种类型：和。7.通过对断裂力学的研究，我们知道增加板厚会使断裂由

3、塑性变为平面应变。8.为了防止结构的脆性破坏，有两个设计原则：一是，二是。9.当结构易碎时，材料的总和要比材料的总和小得多，这是一种损伤。10.对于某种钢种和某种焊接方法，热影响区的金相组织主要取决于焊接热输入。因此，合理的选择是非常重要的，以防止结构。四.对以下问题的分析1.为什么焊接时会产生内应力和变形？焊接内应力和焊接变形之间的一般关系是什么？回答要点：1)焊接温度场不均匀的影响；2)热塑性冷收缩原理；3)约束减少变形并增加内应力。1.根据普通厚度平板对接熔焊的加热条件，分析焊接过程中内应力和变形的原因。解释了一般低碳钢薄板对接熔焊的焊接残余应力峰值和截面分布规律(与第一个问题相似，但都

4、得到了这个问题，出现的概率很大)回答要点：1)焊接温度场不均匀的影响；4分2)热塑性塑料冷收缩原理；4分3)焊缝及其附近为拉应力，中心峰值达到材料的屈服极限，远离焊缝的一侧为压应力，分布范围较宽，峰值较低。4分2.如何通过断裂特征识别韧性断裂；脆性断裂和疲劳断裂？答案要点：1)宏观特征塑性变形状态的断裂显示；2)微特征凹坑解理环线；3)指出相应的断裂形式。3.试分析焊接残余应力对接头静载荷强度的影响。答案要点：1)横截面上纵向残余应力的分布；2分2)对塑性材料接头的影响；5分3)对脆性材料接头的影响；3分4.分析和说明焊接残余应力对结构静载荷强度的影响。答案要点：1)横截面上纵向残余应力的分布

5、；2分2)对塑性材料接头的影响；5分3)对脆性材料接头的影响；3分5.利用应力集中的概念，分析焊接接头工作应力不均匀的原因(高概率)答案要点：1)应力集中的概念；2分2)焊接缺陷的原因；3分3)焊缝外观的原因；2分4)接头设计不合理；3分6.试分析焊接接头应力集中对接头静载荷强度的影响？答案要点：1)应力集中的概念；2)对塑性材料接头的影响；3)对脆性材料接头的影响；7.运用“热塑性冷缩”原理，分析了低碳钢板焊接内应力和变形的基本原因。回答要点：1)焊接温度场不均匀的影响；2)热塑性塑料冷收缩原理；3)约束减少变形并增加内应力。8.焊接接头有多种，比较分析了各种接头的工作应力分布特点和性能。答

6、案要点：1)四个关节的集体特征；2)各节点应力集中程度；3)承载力。9.为什么焊接时会产生内应力和变形？焊接内应力和焊接变形之间的一般关系是什么？回答要点：1)焊接温度场不均匀的影响；3分2)热塑性塑料冷收缩原理；4分3)约束减少变形并增加内应力。3分10.根据图示框架的结构分析，说明焊接中心柱和两侧柱的焊后内应力状态，并画出内应力分布示意图。答案要点：1)无结构约束的焊接中心柱的自由热塑性-冷缩焊后的内应力分析；2分2)中心柱在两侧柱约束下的热塑性焊接冷缩后的内应力分析；2分3)结构约束下焊接中心柱焊后综合内应力分析；3分4)内应力分布示意图。5分第二章焊接变形和应力3.长条在中心和边缘加热

7、时残余应力和温度应力的分布？回答：在集中加热过程中，板条中部的应变为负，即压缩应变，而板条两侧的应变为正，即拉伸应变，即拉伸应力。如果温度为T250，中心将发生塑性变形。当停止加热以使板条恢复到其初始温度并允许自由收缩时，板条将由于残余变形而缩短，从而形成中心拉伸、两侧压缩的残余应力分布。1.焊接结构的优点和缺点是什么？答：优势：(1)接头强度高；焊接结构设计灵活性大；焊接接头密封性好；焊接前准备简单；易于改变和修改结构；焊接结构的成品率高。缺点：(2)在较大的焊接应力和变形下；对应力集中敏感；焊接接头性能不均匀。2.长条中心和边缘受热时温度应力和残余应力的分布？回答：(1)长板条的中心加热：

8、因为中心温度高而端部温度低，所以中心的膨胀被两端阻止并承受压缩应力，而两端都承受拉伸应力。当加热温度较高时，中部会产生很大的压缩塑性变形。此时，停止加热以将板条恢复到初始温度，并允许板条自由收缩。最后，板条的长度被缩短，并且被两侧拉动，因此参与的拉应力形成在板条的中心，而残余压应力形成在两侧。长板条的边缘加热：(1)当温度为250时，板坯的任何区域都不会发生塑性变形，因此温度恢复后，板坯中既没有残余应力，也没有参与变形。当温度较高(250)时，靠近高温侧的局部区域发生塑性变形。(3)当加热温度很高时，板边缘的s=0(B- X2)持续一段时间，即变形阻力为零。3.焊接残余应力对焊接结构静载荷强度

9、、加工精度和刚度的影响？回答：(1)静载荷强度：(1)如果材料一次加载和卸载后，如果焊接构件再次加载，只要载荷大小不超过以前的载荷，内应力就不再起作用，构件的刚度不受影响。加工精度：加工从零件上去除一部分材料，相应地改变横截面积，释放一部分残余应力，从而破坏原始零件内部应力的平衡。内应力的重新分布导致零件变形并影响加工精度。4.焊接残余变形的分类和原因？答：1)纵向收缩变形：由沿焊缝长度方向的压缩塑性变形产生；2)横向收缩变形：由沿板材宽度方向的压缩塑性变形产生；3)弯曲变形：长寿的原因是焊缝位置不对称，存在纵向或横向收缩变形；4)角变形：由于横向收缩，沿板厚方向不均匀；5)波浪变形：由于压缩

10、应力下的不稳定性；6)错位变形：由于两侧木材的线膨胀系数不同，热量输入不对称；7)螺旋变形：原因是角变形沿长度方向分布不均匀和工件纵向错位。5.防止焊接残余变形的措施？一：(1)设计措施1)合理选择焊缝尺寸和形状。在保证结构承载力的前提下，应遵循以下原则：焊缝长度尽可能短；使板的厚度尽可能小；使焊脚的尺寸尽可能小；与连续焊接相比，间歇焊接更可取。与对接焊缝相比，角焊缝是首选，逐步组合焊缝最适用于复杂结构。2)尽量减少不必要的焊接，避免密集和交叉焊接。3)合理安排焊缝位置，尽量与中性轴对称，避免弯曲变形。(2)工艺措施：焊前预热和焊后应力消除热处理。6.如何消除焊接后的残余应力？回答：1)整体高

11、温回火；2)局部高温回火；3)机械拉伸法；4)温差拉伸法；5)振动法。7.焊接后矫正焊接残余变形的措施？答：1)机械矫形法：压力机标定法、锤击法、逐点挤压法、滚压法、机械拉伸消除内应力法、振动时效法等。2)火焰校正：整体高温回火、局部高温回火、火焰局部加热、温差拉伸法等。8.焊接过程中调整内应力的措施？回答：(1)采用合理的焊接顺序和方向。首先，焊接应力大的零件，使它们最终承受压应力。适当采用抗变形方法。(3)在焊接的同时锤击或滚压焊缝。(4)在结构的适当部位加热伸长。9.低碳钢的屈服强度与温度的关系？回答：(1)当加热温度大于600时，低碳钢的屈服强度为零，即没有屈服；加热温度在500-60

12、0之间，屈服强度随着温度的升高而降低；当加热温度低于500时，屈服强度达到最大，并保持不变。10.高成分、低成分和材料选择的原则是什么？回答：焊缝金属强度高于母材的接头匹配称为高匹配。焊缝金属强度高于母材强度的接头匹配称为低匹配。选材原则：“等强度匹配”。根据高成分原则选择材料可确保焊缝和母材强度相等，而根据低成分原则选择材料可确保焊缝和母材强度相等，这通常用于高强度钢。“等成分匹配”保证焊接接头成分与母材成分相等，母材一般用于有色金属、不锈钢、耐热钢、低温钢等。11.焊接接头中应力集中的原因是什么？答：1)焊缝中的气孔、夹渣、裂纹、未焊透和咬边等工艺缺陷会导致应力集中；2)焊缝形状不合理，如

13、对接焊缝超高太低1)铆焊接头结构能充分发挥焊接接头和铆焊接头各自的优点，是一种合理的结构；2)铆钉焊接接头是指同一接头上既有铆钉又有焊缝的形式。由于它们的刚度不同，当铆钉焊接接头承受载荷时，铆钉只承受一小部分载荷，而大部分载荷由焊缝承受。因此，这是一种不合理的联合形式。14.塑性断裂、脆性断裂的概念以及宏观和微观特征？回答：1)塑性断裂是指断裂前塑性变形较大的断裂。其断裂的宏观特征一般为纤维状，颜色较深，边缘有剪切唇，断裂附近有宏观塑性变形。它的微观特征形式是酒窝。2)脆性断裂是指断裂前没有或只有少量塑性变形，突然发生并迅速发展的断裂。通常分为解理断裂和晶界脆性断裂。解理断裂的宏观断裂是平坦的

14、，通常垂直于主应力，并且没有可察觉的塑性变形。断口的宏观特征是金属光泽，可观察到闪光颗粒，通常呈放射状撕裂棱柱或人字形。河流型、舌型、扇型等在微观特征形态中经常出现。晶界脆性断裂的宏观形貌为颗粒状或粗瓷，颜色深且表面均匀，边缘有剪切唇。微观形态是明显的多面体，如岩石花纹或冰糖块花纹。15.材料断裂的评价方法？回答：1)转变温度法：评价材料的冲击韧性；2)断裂力学方法：评价材料的断裂韧性。16.焊接结构的两个设计原则？回答：一个是防止裂缝产生的原则，另一个是停止裂缝的原则。前者要求结构的某些薄弱环节具有一定的抗裂性能，而后者要求一旦出现裂缝，材料应有能力阻止它们。一般要求母材的焊接接头具有一定的

15、抗裂性，并且母材具有亚裂能力。17.影响金属脆性断裂的因素？答：1)外部原因：在应力状态的影响下，三轴拉应力下不可避免地会发生脆性断裂；在温度的影响下，在冷脆转变温度以下会发生脆性断裂；受加载速度的影响，加载速度越快，脆性断裂越多。2)内部原因：在工作条件下，材料韧性储备不足，存在缺陷，厚度过大，会导致脆性断裂。热影响区的化学成分、晶粒尺寸和微观结构也会影响金属的脆性断裂。18.防止焊接结构脆性断裂的措施？回答：(1)正确选择材料：1)在结构的工作条件下，焊缝、热影响区和熔合线的最脆性部位应具有足够的抗裂性；2)随着钢材强度的提高，断裂韧性和工艺性普遍下降。因此，不应使用强度高于实际需要的材料。特别是，不应简单地追求强度指标，而忽略其他属性。(2)采用合理的焊接结构设计：1)最小化结构或焊接接头中的应力集中；2)尽量减小结构刚度以及力集中和附加应力的影响；3)不应