【2017年整理】焊接結(jié)構(gòu)學復習題

1、焊接結(jié)構(gòu)學焊接結(jié)構(gòu)學1.什么是焊接結(jié)構(gòu)什么是焊接結(jié)構(gòu)它有何優(yōu)缺點它有何優(yōu)缺點答：答：全焊結(jié)構(gòu)，鉚焊接構(gòu)，栓焊結(jié)構(gòu)3種結(jié)構(gòu)的總稱就叫焊接結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：1、連接效率高2、水密性和氣密性好3、重量輕4、成本低、制造周期短5、厚度不受限制缺點：缺點：1.應力集中變化范圍大2.有較大的應力和變形3.有較大的性能不均勻性，且對材料敏感4.焊接接頭的整體性導致止裂困難5.焊接接頭缺陷難以避免具有隱蔽性。2.何謂內(nèi)應力？內(nèi)應力有

2、何性質(zhì)及推論？何謂內(nèi)應力？內(nèi)應力有何性質(zhì)及推論？答：答：在沒有外載荷作用時，平衡于物體內(nèi)部的應力叫內(nèi)應力。性質(zhì)：自身平衡，不穩(wěn)定性推論：內(nèi)應力的波形圖至少應該是三波形的，因為單波形，兩波形都不能滿足合力為零，合力矩為零。3.內(nèi)應力的分類？熱應力和組織應力概念。內(nèi)應力的分類？熱應力和組織應力概念。答：按內(nèi)應力產(chǎn)生的原因來分答：按內(nèi)應力產(chǎn)生的原因來分：有熱應力和組織應力。焊接應力的平衡范圍較大，屬于宏觀內(nèi)應力。熱應力熱應力：也叫溫度應力，是

3、由于構(gòu)件受熱不均勻而引起的應力。組織應力：組織應力：金屬冷卻時，在剛性恢復溫度之下產(chǎn)生相變導致體積變化而引起的應力叫組織應力。（對于低碳鋼，剛性恢復溫度是600度，而它的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度是600~700度之間，600度以下沒有相變發(fā)生，所以低碳鋼不存在組織應力）按內(nèi)應力平衡的范圍分第一，二，三類內(nèi)應力。按內(nèi)應力平衡的范圍分第一，二，三類內(nèi)應力。按內(nèi)應力產(chǎn)生的時間來分按內(nèi)應力產(chǎn)生的時間來分：有瞬時應力和殘余應力4.焊接的殘余應力分為哪幾類？

4、焊接的殘余應力分為哪幾類？答：縱向殘余應力、橫向殘余應力、厚度方向上的殘余應力、拘束狀態(tài)下焊接的內(nèi)應力、封閉焊縫引起的內(nèi)應力、相變應力。5焊接殘余變形有哪幾種？焊接殘余變形有哪幾種？答：縱向收縮變形、橫向收縮變形、撓曲變形、角變形、波浪變形、錯邊變形、螺旋形變形（其中前兩者為平面內(nèi)的變形，后五者為平面外的變形）6.何謂自由變形、外觀變形、內(nèi)部變形？搞懂他們的相互關(guān)系。利用三等份板條中間板均何謂自由變形、外觀變形、內(nèi)部變形？搞懂他們的相互

5、關(guān)系。利用三等份板條中間板均勻加熱的模型理解焊接應力與變形產(chǎn)生的原因？勻加熱的模型理解焊接應力與變形產(chǎn)生的原因？答：1.自由應變ε自由應變εT：當某一金屬物體的溫度有了改變，或發(fā)生了相變，它的尺寸和形狀就要發(fā)生變化，如果這種變化沒有受到外界的任何阻礙而自由地進行，這種變形稱之為自由變形。如果增加一個一個約束條件，自由應變εT就不能完全表現(xiàn)出來，表現(xiàn)出來的部分為外觀應變ε外觀應變εe，而未表現(xiàn)出來的部分就叫內(nèi)部應變ε內(nèi)部應變ε。（彈性內(nèi)部

6、應變σS和塑性內(nèi)部應變εp）在溫度恢復到T0之后，塑性內(nèi)部應變將保留下來，這樣原桿件將縮短εp。三等分板條的力學模型三等分板條的力學模型:如果中間部分的溫度上升小，出現(xiàn)的不可見變形處于彈性范圍內(nèi)，當溫度恢復到原始狀態(tài)，則剛才出現(xiàn)的應力和變形都會消失不會有殘余應力和變形出現(xiàn).如果中間部分的溫度上升大，溫度恢復后，中間部分受拉應力而兩側(cè)部分則受壓應力。7.7.如何調(diào)節(jié)焊接殘余應力？消除焊接殘余應力的方法有那些？如何調(diào)節(jié)焊接殘余應力？消除焊接

7、殘余應力的方法有那些？調(diào)節(jié)焊接殘余應力調(diào)節(jié)焊接殘余應力：1、采取合理的焊接順序和方向（1）盡量使焊縫能自由收縮，先焊收縮量大的焊縫。（2）先焊工作時受力大的焊縫。的抗失穩(wěn)臨界壓應力）降低焊接殘余壓應力σw的方法：采用小的焊接線能量，采用間斷焊，采用能量密度高的焊接方法。增大薄板的抗失穩(wěn)臨界壓應力σcr的方法：增加板厚，增加骨架，減小骨架間距，但這些效果都不好，所以對薄板框架結(jié)構(gòu)很難做到焊后不失穩(wěn)，應當尋找一種新型來取代薄板框架結(jié)構(gòu)，這就

8、是新型的壓筋結(jié)構(gòu)。⑤焊接錯邊：⑤焊接錯邊：分為厚度上的錯邊和縱向錯邊原因：原因：裝配不善，對接邊的熱不平衡，剛度不等。焊接錯邊在長焊縫上有逐步積累作用，所以一般不宜用直通焊焊長焊縫，可采用跳焊、分段退焊；對于環(huán)形焊縫應當對稱施焊，跳焊而不是順著一個方向焊以防錯邊積累。⑥螺旋形變形（扭曲變形）⑥螺旋形變形（扭曲變形）原因：角變形沿焊縫長度方向分布不均勻以及工件的縱向錯邊。措施措施：改變焊接順序和方向。將倆條相鄰的焊縫同時同方向焊接。9.預

9、防焊接變形的設(shè)計措施，工藝措施各有那些？預防焊接變形的設(shè)計措施，工藝措施各有那些？答：設(shè)計措施設(shè)計措施：（1）合理地選擇焊縫尺寸和形式：在保證結(jié)構(gòu)的承載能力的條件下，設(shè)計時應盡量采用小的焊縫尺寸（2）盡可能減少不必要的焊縫（3）合理地安排焊縫的位置：焊縫應盡可能安排在接近結(jié)構(gòu)中和軸的地方，并盡可能對稱于截面中和軸。工藝措施工藝措施：（1）嚴格對加工裝配工序的要求（2）預留收縮余量（3）反變形法，事先估計好結(jié)構(gòu)變形的大小和方向然后在裝配時

10、給一個相反方向的變形與焊接變形相抵消。（4）剛性固定法用來防止角變形和波浪變形效果比較好。（5）合理地選擇焊接方法和規(guī)范，選用能量密度高的焊接方法可以有效的防止焊接變形，CO2焊就比手弧焊變形小，氣焊變形最大，真空電子束焊和激光焊能量密度最大焊縫很窄變形極小。例：如圖：對于這樣一個不對稱的工字型結(jié)構(gòu)如果用相同的焊接規(guī)范進行焊接，則焊縫1、2造成的彎曲將大于3、4，如果把1、2焊縫適當分層焊接，每層用小線能量則有可能使上下繞曲變形相互抵消

11、.(6)合理地選擇裝配焊接順序10、焊接殘余應力與變形的調(diào)整與控制有哪些措施？、焊接殘余應力與變形的調(diào)整與控制有哪些措施？答：（1）調(diào)控焊接應力與變形的焊前措施：1）合理地選擇焊縫的形狀和尺寸其應遵循的原則是：①盡可能使焊縫長度最短；②盡可能使板厚??；③盡可能使焊腳尺寸??；④斷續(xù)焊縫和連續(xù)焊縫相比，優(yōu)先選擇斷續(xù)焊縫；⑤角焊縫與對接焊縫相比，優(yōu)先選擇對接焊縫。2）盡量避免焊縫的密集與交叉3）合理地選擇肋板的形狀并適當?shù)匕才爬甙宓奈恢?，可?/p>