焊接结构学重点归纳全
焊接结构学知识重点
《焊接结构学》重点归纳第一章 绪论1、焊接结构的优点：（1）焊接接头系数大；（2）水密性和气密性好；（3）重量轻，省材料；（4）厚度基本不受限制；（5）结构设计简单；（6）生产周期短，成本低。
2、焊接结构的特点：（1）焊接结构的应力集中范围比铆接结构大；（2）焊接结构是非均匀体，焊接接头具有较大的性能不均匀性；（3）焊接结构具有较大的焊接应力和变形；（4）焊接结构的整体性强，止裂性差；（5）焊接结构对材料敏感；（6）焊接接头对温度敏感。
第三章 焊接应力和变形1、内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。
2、内应力分类：按照分布范围可分为宏观内应力、微观内应力和超微观内应力。
按产生机理可分为温度应力（热应力）、残余应力、相变应力和安装应力。
热应力是由于构件受热不均匀产生的。
3、基本概念（1）焊接瞬时应力：随焊接热循环过程而变化的应力。
（2）焊接残余应力：焊后在室温条件下，残余在构件中的内应力。
（3）焊接瞬时变形：随焊接热循环过程而变化的变形。
（4）焊接残余变形：焊后在室温条件下，残留在工件上的变形。
4、内部变形率：T εεε-e =若|ε|<εs ，则为弹性变形，恢复到原始T 0时，长度不变。
若|ε|>εs ，则为弹性变形、塑性变形，若ε<0，则为压缩变形；若ε>0，则为拉伸变形，恢复到原始T 0时，长度比初始长度减小△L p 。
5、影响焊接应力与变形的主要因素（1）焊缝及其附近不均匀加热的范围和程度，也就是产生热变形的范围和程度。
影响因素包括焊缝的尺寸、数量、位置、母材的热物理性能（导热系数、比热及热膨胀系数）和力学性能（弹性模量、屈服极限）、焊接工艺方法（气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电子束焊等等）、焊接规范参数（电流、电压、速度、预热温度、焊后缓冷及焊后热处理等）、施焊方法（直通焊、跳焊、分段退焊等）。
（2）焊件本身的刚度和受到周界的拘束程度，也就是阻止焊缝及其附近产生热变形的程度。
焊接结构复习记忆知识点
第一章1.内应力的分类：根据内应力所涉及的范围，可分为三类超微观应力：在晶格范围平衡的应力微观应力：在晶粒范围内相互平衡的应力宏观应力：在整个焊接范围平衡的应力按其作用的时间残余应力：焊后留下的应力瞬时应力：焊接过程出现的应力根据应力形成原因组织应力：由于接头金属组织转变时体积变化受阻拘束应力：由于焊件热变形受到拘束引起的应力温度应力：由于焊件不均匀加热引起的应力2.变形的基本形式：1）自由变形：当金属物体温度发生变化，或发生了相变，其尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行我们称之为自由变形。
2）外观变形：当金属在温度变化过程中受到阻碍，不能完全的自由变形，把能表现出来的这部分变形，称为外观变形。
是指能用肉眼看到的或能用仪器直接测量的变形。
3）内部变形：把未表现出来的那部分变形，称为内部变形；表示金属内部原子间的相对位移，这种变形产生了内应力并直接决定杆件的强度。
其变形率用ε表示。
3.在板件中心加热时，如果产生了压缩塑性变形区，当冷却后,将会在板件中产生残余应力和变形（缩短）4.焊接残余应力的分类：a.按产生应力的原因分：热应力、相变应力、塑变应力b.按应力存在的时间分：焊接瞬时应力、焊接残余应力c.按应力与焊缝的相对位置分：纵向应力、横向应力纵向残余应力：是指应力作用方向与焊缝平行的残余应力横向残余应力：与焊缝中心线垂直的残余应力在对接接头中，沿焊缝中心线的横向残余应力由两个因素引起：a.由焊缝及其近缝区的塑性变形区的纵向收缩引起的。
b.由焊缝及其近缝区的塑性变形区的横向收缩的不同时性引起的。
6.焊接结构产生应力和变形的原因：1）局部加热，构件上温度分布极不均匀。
2.接头形式不同，焊接熔池内的金属散热条件不一。
3．部分金属会发生相变。
4．受焊前加工工艺的影响。
7.4.几种假设1、平截面假定:假定在焊前所取的横截面再喊后仍保持为平面。
2、金属性能假设：材料的某些物理性能如线胀系数，比热容，热导率等不随温度而变化3、屈服点的假定根据简化曲线的假定，低碳钢在600℃时便失去了变形抗力，这意味着在温度Tmax≥600℃时所产生的压缩塑性变形，对应力和变形没有影响，所以在分析中可以暂时不考虑Tmax>600℃的演变过程，通常把失去变形抗力时的温度（对于低碳钢为600℃）称为力学熔化温度。
焊接结构学复习重点
第一章绪论焊接机构的优点：（1）焊接接头强度高（2）焊接结构设计灵活性大：焊接结构的几何形状不受限制；焊接结构的壁厚不受限制；焊接结构的外形尺寸不受限制；可利用标准或非标尊型材组焊形成所需要的结构；采用焊接的方法可实现异种材料的连接；焊接还可与其他工艺方法联合使用。
（3）焊接接头密封性好（4）焊前准备工作简单（5）易于结构的变更和改型（6）焊接结构的成品率高。
焊接结构的不足之处：（1）存在较大的焊接应力和变形（2）对应力集中敏感（3）焊接接头的性能不均匀材料的焊接适应性；设计的焊接可靠性；制造的焊接可行性。
焊接残余应力和焊接变形是焊接性的重要组成部分，它影响到冷、热裂纹的产生，影响使用性能并妨碍制造过程。
构件焊接性可理解为所需要的强度性能焊接结构的性能和质量问题涉及到三个主要方面，即热场（温度场）、应力和变形场以及显微组织状态场。
第三章焊接应力与变形所谓内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。
内应力是普遍存在的。
内应力按其分布范围的不同可以分为三类：宏观内应力，其平衡范围很大，可以和物体的尺度相比较；微观内应力，其平衡范围比前者要小得多，仅相当于晶粒的尺度；超微观内应力，其平衡范围更小，气大小可与晶格尺度来比量。
“热胀冷缩”是自然界中普遍存在的一种物理现象。
物体受热后会膨胀、冷却后会收缩，也就是说，温度的变化会使物体产生变形。
如果物体的“胀”、“缩”变形是自由的，即变形不受约束，则说明变形是温度变化的唯一反映；如果这种变形受到约束，就会在物体内部产生应力，这种应力称为温度应力或热应力。
热应力是由于构件不均匀受热所引起的。
此应力是在温度均匀后残存在杆件中的，因此称之为残余应力。
如果材料在受热过程中发生相变，并且相变造成材料的比体积发生变化，因而也会造成体积变化，即产生变形。
这种相变所带来的体积变化如果受到限制，也会产生新的内应力，这种内应力即为相变应力。
当温度恢复到初始的均匀状态后，如果相变产物仍然保留，则相变应力也将保留，并形成残余应力，即相变残余应力。
焊接结构学重点归纳
《焊接结构学》重点归纳1.焊接结构的优点:(1)焊接接头强度高;(2)焊接结构设计灵活性大;(3)焊接接头密封性好;(4)焊前准备工作简单;(5)易于结构的变更和改型;(6)焊接结构的成品率高.焊接结构的缺点:(1)存在较大的焊接应力和变形;(2)对应力集中敏感;(3)焊接接头的性能不均匀.2.内应力：所谓内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力.3.内应力的分类:按其分布范围可分为三类:宏观内应力,微观内应力,超微观内应力.按其产生机理分类:热应力(温度应力),残余应力,相变应力,相变残余应力. *热应力是由于构件不均匀受热所引起的.4.焊接残余应力的分类:(1)纵向残余应力;(2)横向残余应力;(3)厚板中的残余应力;(4)拘束状态下焊接的内应力;(5)封闭焊缝引起的内应力;(6)相变应力.5.纵向应力沿板材横截面上的分布表现为中心区域是拉应力,两边为压应力,拉应力和压应力在截面内平衡.6.横向残余应力产生的直接原因是来自焊缝冷却时的横向收缩,间接原因是来自焊缝的纵向收缩.7.焊接残余应力的影响:(1)内应力对静载强度的影响;(2)内应力对刚度的影响;(3)内应力对杆件受压稳定性的影响;(4)内应力对构件精度和尺寸稳定性的影响;(5)内应力对应力腐蚀开裂的影响.8.焊接残余变形的分类:(1)纵向收缩变形;(2)横向收缩变形;(3)挠曲变形;(4)角变形;(5)波浪变形;(6)错变变形;(7)螺旋形变形.9.焊接变形的危害影响:(1)需要进行校正,耗工耗时;(2)比较复杂的变形的校正工作量可能比焊接工作量还要大,而有时变形太大,造成废品;(3)增加了机械加工工作量,同时也增加了材料消耗.焊接变形的出现还会影响构件的美观和尺寸精度,并且还可能降低结构的承载能力,引发事故.10.纵向收缩引起的挠曲变形:当焊缝在构件中的位置不对称,即焊缝处于纵向偏心时，所引起的收缩力Ff是偏心的.因此,收缩力Ff不但使构件缩短,同时还造成构件弯曲.11.焊缝对于整个构件的中性轴对称,并不意味着在组焊的过程中始终是对称的.因为,随着组焊过程的进行,构件的中性轴位置和截面惯性矩是变化的.这也意味着,通过变化组焊的顺序,有可能对挠曲变形进行调整.12.波浪变形:薄板所承受的压应力超过某一临界值,就会出现波浪变形,或称为压曲失稳变形.13.焊接错边:是指两被连接工件相对位置发生变化,造成错位的一种几何不完善性.产生原因:错边可能是装配不当造成的,也可能是由焊接过程造成的.焊接过程造成错边的主要原因之一是热输入不平衡;焊缝两侧的工件刚度的差异也会引起错边,刚度小的一侧变形位移较大,刚度大的一侧位移小,因而造成错边.14.焊接残余应力的测量:1.焊接残余应力的破坏性测量:(1)单轴焊接残余应力的测量:①切条法;②弹性变形法.(2)双轴焊接残余应力的测量:①切块法;②钻孔法;③盲孔法;④套孔法.(3)三轴焊接残余应力的测量.2.焊接残余应力的非破坏性测量:(1)X射线衍射法;(2)中子衍射法.3.相似关系.15.焊接残余应力与变形的调控措施：1.调控焊接应力与变形的焊前措施:(1)合理地选择焊缝的形状和尺寸.焊缝尺寸直接关系到焊接工作量、焊接应力和变形的大小.在保证结构承载能力的前提下,应遵循的原则是:尽可能使焊缝长度最短;尽可能使板厚小;尽可能使焊脚尺寸小;断续焊缝和连续焊缝相比,优先采用断续焊缝;角焊缝与对接焊缝相比,优先采用角焊缝以及复杂结构最好采用分部组合焊接.(2)尽量避免焊缝的密集与交叉.(3)合理地选择肋板的形状并适当地安排肋板的位置,可以减少焊缝,提高肋板加固的效果.(4)采用压形板来提高平板的刚性和稳定性,也可以减小焊接量和减小变形.(5)联系焊缝可采用断续焊缝的形式以降低热输入总量.(6)预变形法或反变形法也是焊前需要考虑采用的重要措施之一.2.焊后调控焊接残余应力与变形的措施:(1)机械方法;(2)加热方法.3.随焊调控焊接应力与变形的措施:(1)刚性固定法;(2)减小焊缝的热输入;(3)合理安排装配焊接的顺序;(4)预拉伸法;(5)焊时温差拉伸法;(6)随焊激冷法;(7)随焊碾压法;(8)随焊锤击法;(9)随焊冲击碾压法.16.刚性固定法:这种方法是在没有反变形的情况下,通过将构件加以固定来限制焊接变形.这种方法只能在一定程度上减小挠曲变形,但可以防止角变形和波浪变形.17.不均匀加热是导致产生焊接应力和变形的根本原因.18.火焰矫形:所谓火焰矫形,就是利用火焰局部加热时产生的压缩收缩变形使较长的金属在冷却后收缩,来达到矫正变形的目的.19.火焰成形:利用火焰局部加热把平直的钢板弯曲成各种曲面,这种方法在生产上称为火焰成形或水火弯板.20.接头一般可分为焊缝金属、熔合区、热影响区和母材四个组成部分.21.焊接接头的力学性能与母材和焊缝二者之间的强度匹配有关,焊缝金属强度比母材强度高的称为高组配接头,比母材强度低的称为低组配接头.22.焊缝的基本形式:(1)对接焊缝;(2)角焊缝.23.对接焊缝开坡口的根本目的是为了焊透金属,以便确保接头的质量及经济性.坡口形式的选择主要取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程.24.坡口形式:卷边;平对接;V形;U形;X形;K形.25.坡口选择的考虑因素:(1)可焊到性或便于施焊;(2)降低焊接材料的消耗量;(3)坡口易加工;(4)减小或控制焊接变形.26.坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关,其作用是使电弧能深入根部使根部焊透.坡口角度越大,焊缝金属量越多,焊接变形也会增大,一般坡口角度选60°左右.27.角焊缝按其截面形状分类:(1)平角焊缝;(2)凹角焊缝;(3)凸角焊缝;(4)不等腰角焊缝.按其承载方向分类:(1)焊缝与载荷相垂直的正面角焊缝;(2)与载荷相平行的侧面角焊缝; (3)与载荷倾斜的斜向角焊缝.28.各种截面形状角焊缝的承载能力与载荷性质有关.静载时,如母材金属塑性良好,角焊缝的截面形状对承载能力没有显着影响;动载时,凹角焊缝比平角焊缝的承载能力高,凸角焊缝的最低.不等腰角焊缝,长边平行于载荷方向时,承受动载效果较好.29.焊接接头的基本形式及特点:(1)对接接头;特点:受力好,装配要求高.对接接头截面变化平缓,应力集中小,受力状态是各种接头中最好的.但是它的装配要求较高,如果两边母材上下错动,或间隙过大、过小都不行.(2)搭接接头;特点:受力差,装配要求简单.搭接接头的特点刚好和对接接头相反,应力分布极不均匀,疲劳强度较低,但是它们的焊前准备工作及装配要求却很简单.(3)T形接头;特点:能承受各种方向的力和力矩,受力差,经济合算,疲劳强度高.T形接头是将互相垂直的被连接件用角焊缝连接起来的接头.(4)角接接头.两板件端面构成为直角的焊接接头称为角接接头.角接接头多用于箱形构件上.30.焊接接头产生应力集中的原因:(1)焊缝中存在工艺缺陷;(2)焊缝外形不合理;(3)焊接接头设计不合理.31.焊接接头产生应力集中的位置及减小应力集中措施:(1)对接接头:[余高,过渡圆弧]由于余高造成了构件表面不平滑,在焊缝与母材金属的过渡处引起应力集中.措施:采用削平余高或增大过渡圆弧半径的措施来降低应力集中.在实际生产中只要我们保证焊缝熔透;减小加厚高,使焊缝向母材过渡平顺;提高装配质量,减小焊接错边;选用合适的焊接规范和坡口形式,减小角变形就可以有效的控制对接接头造成的应力集中.*对接接头应力集中min;搭接接头应力集中max.对接接头是最好的接头形式,不但静载可靠,而且疲劳强度也较高.(2)T形(十字)接头:未开坡口(角):焊缝根部和焊趾处;开坡口(对):余高,过渡圆弧.措施:开坡口焊透或采用深熔焊接方法进行焊接.(3)搭接接头:①正面角焊缝:焊根和焊趾.为了减少弯曲应力,两条正面角焊缝之间的距离应不小于板厚的4倍.②侧面角焊缝:最大应力在两端,中部应力最小,而且焊缝较短时,应力分布较为均匀,焊缝较长时,应力分布不均匀的程度就更大.因此,采用过长的侧面角焊缝将使应力集中增加,这是不合理的.一般规范规定侧面角焊缝长度不得大于50K.③联合角焊缝:在设计搭接接头时,如增添正面角焊缝,不但可以改善应力分布,还可以缩短搭接长度.④盖板接头:靠近侧面角焊缝的部位应力最大,远离焊缝并在构件的轴线位置上应力最小.增添正面角焊缝连接的盖板接头,其各横截面正应力的分布得到明显改善,应力集中大大降低.⑤斜向角焊缝:当焊脚尺寸K相同时,正面角焊缝的单位长度强度比侧面焊缝的高,斜向角焊缝的单位长度强度介于上述两种焊缝强度之间.措施:采用联合角焊缝的搭接接头,不但可以改善应力分布还可以缩短搭接长度.32.各种接头电弧焊后,都有不同程度的应力集中.实践证明,并不是在所有情况下应力集中都影响强度.当材料具有足够的塑性时,结构在静载破坏之前就有显着的塑性变形,应力集中对其强度无影响.33.焊点排数多于3排是不合理的,因为多于3排后,再增加焊点排数并不能明显增加承载能力.34.工作焊缝:该焊缝与被连接的元件是串联的,承担着传递全部载荷的作用,即焊缝一旦断裂,结构就立即失效,这种焊缝称为工作焊缝.35.联系焊缝:该焊缝与被连接的元件是并联的,它仅传递很小的载荷,主要起元件之间相互联系的作用,即焊缝一旦断裂,结构不会立即失效,这种焊缝称为联系焊缝.36.影响金属脆性断裂的主要因素:外因:应力状态;温度条件;加载速度.内因:材料状态.(1)应力状态的影响:物体在受外载时,不同截面上产生不同的正应力σ和切应力τ.在主平面上作用有最大应力σmax,与主平面成45°的平面上作用有最大切应力τmax.σmax,τmax及其比τmax/σmax与加载方式有关.当切应力达到屈服强度时,产生塑性变形,达到剪断抗力时,产生剪断.当正应力达到正断抗力时,产生正断,断口与σmax垂直.如果在σmax 未达到正断抗力前,τmax先达到屈服强度,则产生塑性变形,形成延性断裂.如果在τmax达到屈服强度前,σmax首先达到正断抗力则发生脆性断裂;(2)温度的影响:随着温度的降低,破坏方式从塑性破坏变为脆性破坏.这是因为随着温度的降低,发生解理断裂的危险性增大,材料的剪切屈服限增大,而正断抗力相对不变;(3)加载速度的影响:提高加载速度能促使材料脆性破坏,其作用相当于降低温度.原因是钢的剪切屈服限不仅取决于温度,而且取决于加载速率,或者说还取决于应变速率.随着应变速率的提高,τT提高而SoT基本不变;(4)材料状态的影响:①厚度的影响:厚板在缺口处容易形成三轴拉应力,使材料变脆;②冶金因素;③晶粒度的影响:晶粒越细,转变温度越低;④化学成分的影响:钢中的C、N、O、H、S、P增加钢的脆性;另一些元素如Mn、Ni、Cr、V,加入适量有助于减少钢的脆性.37.焊接过程给焊接接头带来的影响:(1)应变时效引起的局部脆性;(2)金相组织改变对脆性的影响;(3)焊接缺陷的影响;(4)角变形和错边的影响;(5)残余应力和塑性变形的影响; 38.在焊接接头中,角变形和错边都会引起附加弯曲应力,因此对结构脆性破坏有影响,尤其是对塑性较低的高强度钢,更是如此.角变形越大,破坏应力越低.为了改善熔合线处的应力集中系数以提高韧性,有人提出在熔合线上再堆焊一层"防裂焊缝".39.预防焊接结构脆性断裂的措施:(1)正确选用材料:[一般地说,应使所选用的钢材和焊接用填充金属保证在使用温度下具有合格的缺口韧性,其含义是:1)在结构工作条件下,焊缝、热影响区、熔合线的最脆部位应有足够的抗开裂性能,母材应具有一定的止裂性能;2)随着钢材强度的提高,断裂韧度和工艺性一般都有所下降,因此不宜采用比实际需要强度更高的材料,特别不应该单纯追求强度指标,而忽视其他性能.]①按照缺口韧性和试验检验材料:一般是根据冲击韧性值来决定;②用断裂韧度评定材料.(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尽量减小结构刚度,降低应力集中和附加应力的影响;③不采用过厚的截面;④重视附件或不受力焊缝的设计;⑤减小和消除焊接残余拉伸应力的不利影响.40.影响焊接接头疲劳强度的因素:(1)应力集中的影响;(2)近缝区金属性能变化的影响;(3)残余应力的影响;(4)缺陷的影响;(5)材料的影响;(6)材料表面状态.41.焊接缺陷对疲劳强度的影响与缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关.42.焊接缺陷的影响:平面类型缺陷比带圆角的缺陷影响大;表面缺陷比内部缺陷影响大;与作用力方向垂直的平面缺陷的影响比其他方向的大;位于残余拉应力场内的缺陷的影响比在残余压应力场内的大;位于应力集中区的缺陷的影响比在均匀应力场中同样缺陷影响大.由于不同的材料具有不同的缺口敏感性,同样尺寸的缺陷对不同材料焊接结构的疲劳强度的影响并不相同.随着未焊透的增加,疲劳强度迅速下降.43.提高焊接接头疲劳强度的措施:(1)降低应力集中:①采用合理的结构形式,减少应力集中;②尽量采用应力集中系数小的焊接接头形式;③当采用角焊缝时须采取综合措施;④通过开缓和槽使力线绕开焊缝的应力集中处;⑤用表面机械加工的方法,消除焊缝及其附近的各种刻槽;⑥采用电弧TIG或等离子束整形的方法.(2)调整残余应力场:①整体处理:整体退火;超载预拉伸.②局部加热处理:使关键部位的残余拉应力转化为压应力,方法是局部加热,局部爆炸,碾压,锤击焊道等.③预先超载.(3)改善材料的表面性能:表面强化处理:小轮挤压,锤击焊道;喷丸处理.(4)特殊保护措施:缺口表面涂敷,防腐蚀.44.对接接头的应力集中系数小,因而疲劳强度高,应当尽量选用[优先].尽量少采用角焊缝.焊缝形状应平缓过渡.接头选取顺序:对接接头→十字接头(开坡口焊透)→十字接头(未开坡口)→正面搭接接头→侧面搭接接头.45.塑性好的材料是否一定出现韧性断裂不会出现脆性断裂吗答:同一种材料在不同的条件下可以显示出不同的破坏形式.在一定温度、应力状态和加载速度下材料呈延性破坏.而在另外的条件下,材料又呈脆性破坏.塑性材料在温度低、加载速度大的条件下,材料中三向应力状态越严重,则发生解理断裂的倾向性越大.。
焊接结构学哈工大复习要点汇总
焊接结构学哈工大复习要点汇总版权所有～枫擎雨一、名词解释1. 内应力：是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的力。
2. 解理断裂：是沿晶内一定结晶学平面分离而形成的断裂，是一种晶内断裂。
3. 应力腐蚀开裂：是指在拉应力和腐蚀共同作用下产生裂纹的现象。
4. 温差拉伸法：是利用在焊接结构上进行的不均匀加热造成的适当的温度差，来使焊缝及其附近区域产生拉伸塑性变形，从而抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，达到消除部分焊接残余应力的目的。
5. 焊接结构：用焊接的方法生产制造出来的结构。
6. 焊接温度场：是指在焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。
7. 应力集中：由于焊接的形状和焊缝布置的特点，焊接接头工作应力的分布是不均匀的，其最大应力比平均应力值高，这种情况称应力集中。
是指接头局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。
8. 焊接变形：由于焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。
9.工作焊缝：焊缝与被连接板件沿受力方向成串联形式布置，焊缝传递全部载荷，一旦焊缝断裂，则接头立即破坏。
10.联系焊缝：焊缝与被连接板件沿受力方向成并联形式布置，焊缝只传递很少的载荷，主要在被连接板之间起到联系作用，即使焊缝断裂，焊接结构并不立即失效。
11.动应变时效：金属和合金在塑性变形时或塑性变形后所发生的时效过程。
12.焊接残余应力：焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限，以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。
这样焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。
13.焊接热循环：焊接过程中，在焊接热源的作用下，焊件上某点温度随时间变化的过程，其特征是加热速度很快，在最高温度下停留时间很短，随后各点按照不同的冷却速度进行冷却。
14. 延性断裂：伴随明显塑性变形而形成延性断口（断裂面与拉应力垂直或倾斜，其上具有细小的凹凸，呈纤维状）的断裂。
15.自由变形（量、率）：当金属物体的温度发生变化或发生相变没有受到外界的任何阻碍而自由进行，它的形状和尺寸的变形就称为自由变形。
焊接结构(完善版)复习大纲
热导率表示物质传导热量的能力。
数值上认为热导率等于每单位温度梯度的比热流量，或等于单位长度内沿该表面法线方向的温度梯度减小1℃，经单位时间流过单位表面积的热量 焊接温度场：指在焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布焊接热循环：在焊接过程中，工件的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化，温度随时间由低而高，达到最大值后，又由高而低的变化被称为焊接热循环。
内应力：指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力 热应力：也叫温度应力，是由于构件受热不均匀而引起的应力残余应力：当物体没有外部因素作用时，在物体内部保持平衡而存在的应力初始应变：在焊接接头区域就产生了缩短的补协调应变称为残余应变或初始应变屈服强度滞后：与加热过程的屈服强度降低相比在冷却转变成两相材料时屈服强度的降低 疲劳：结构在变动载荷下工作，虽应力低于材料的但在较长时间工作后仍发生断裂的现象 疲劳曲线：根据试件在裂纹萌生或完全断裂时所经受的应力循环次数N 与载荷幅可作出的乌勒曲线称为疲劳曲线材料的疲劳极限：当金属承受的应力幅越大，则断裂时应力循环次数N 越少；反之，应力幅越小，则N 越大。
当应力幅低于某值时，应力循环无数次也不会发生疲劳破坏，此时的应力幅称为材料的疲劳极限1、焊接结构：所谓焊接结构就是全焊结构、铆焊接构、栓焊结构3种结构的总称。
优点：1、焊接接头强度高2、焊接结构设计灵活性大3、焊接接头密封性好4、焊前准备工作简单5、易于结构的变更和改型6、焊接结构的成品率高缺点：1、存在较大的焊接应力和变形2、对应力集中敏感3、焊接接头的性能不均匀2、电弧焊热产热机构、散热机构、热量传递方式产热机构：电弧热、电阻热、相变潜热、变形热散热机构：环境散热、飞溅散热热量传递方式：热传导、对流换热、辐射换热、热焓迁移3、焊接热源种类：1、电弧焊热源2、气体火焰焊接热源3、电阻焊热源4、摩擦焊5、电子束焊接6、激光焊接7、铝热剂焊接4、导热时边界条件分（1）已知边界上的强度值：即： （2）已知边界上的热流密度分布，即： （3）已知边界上物体与周围介质间的热交换，即：5、焊接热源模型A 、点热源模型：集中热源模型，热源由点向工件输入；可用来模拟厚板表面的堆焊过程B 、线热源模型：集中热源模型，将热源看成是沿板厚方向上的一条线；可模拟一次熔透的薄板对接焊过程C 、面热源模型：集中热源模型，热源只沿一个方向传播，是一个一维热源；可模拟电极端面或摩擦焊时的加热过程D 、高斯热源模型：分散热源模型，似带状热源E 、双椭球热源模型：电弧轴线与工作轴线垂直F 、广义双椭球热源模型：电弧轴线与工作轴线不垂直6、焊接热循环的主要参数1、加热速度（Vh ）V h ↑→TP ↑→奥氏体化程度↓和碳化物溶解程度↓2、加热最高温度Tmax 考察位置不同→Tmax →冷却速度不同→焊接组织不同→性能不同3、在相变温度以上停留时间(tH) 在相变温度以上停留的时间越长，就会有利于奥氏体的均匀化过程4、冷却速度(Vc) 冷却速度是决定热影响区组织和性能的最重要参数之一),,,(t z y x T T s s =),,,(t z y x q n T s =∂∂λ)(s a T T n T -=∂∂αλ7、内应力的分类按内应力分布的范围分：宏观内应力、微观内应力、超微观内应力按内应力产生的原因来分：有热应力和组织应力。
焊接结构学复习资料
焊接结构学复习资料(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--焊接结构学复习提纲§焊接热循环一、焊接结构的特点：优点1）与铆接相比可以节省大量的金属材料2）焊前准备工作简单，比较省工3）焊接结构具有比铆接好得多的气密性4）焊接接头强度高5）焊接结构设计灵活性大6)成品率高，一旦出现缺陷可以修复缺点1）焊接结构的应力集中变化范围比铆接大2)焊接结构存在较大的应力与变形3）存在较大的性能不均匀性42）瞬时性或非稳态性3）移动性三、1）热导率定义: 物体等温面上的热流密度q*[J/mm2s]与垂直于该处等温面的负温度梯度成正比，与热导率成正比，热导率表示物质传导热量的能力。
2）对流传热定律：由牛顿定律，某一与流动的气体或液体接触的固体的表面微元，其热流密度q与对流换热系数和固体表面温度与气体或液体的温度之差（T-T0）成正比:3）辐射传热定律：根据斯蒂芬—波尔兹曼定律：受热物体单位时间内单位面积上的辐射热量，即其热流密度q与其表面温度为4次方成正比:四、导热微分方程：五、导热微分方程的边界条件常分为三类：1）已知边界上的温度值2）已知边界上的热流密度分布3）已知边界上物体与周围介质间的热交换六、热源空间尺寸形状的简化：1）点热源：作用于半无限体或立方体表面层,可模拟立方体或厚板的堆焊,热量向X、Y、Z三个方向传播。
2）线热源：对应薄板，热量二维传播。
将热源看成是沿板厚方向上的一条线，在厚度方向上，热能均匀分布，垂直作用于板平面。
3）面热源：作用于杆的横截面上，可横拟电极端面或磨擦焊接时的加热，认为热量在杆截面上均匀分布，此时只沿一个方向传热。
七、焊接温度场：焊接过程中，焊件上（包括内部）某瞬时的温度分布。
可以用等温线或等温面来表示。
准稳定温度场：如果忽略焊接加热过程的起始阶段和收尾阶段，则作用于无限体上的匀速直线运动的热源周围的温度场是准稳定温度场。
焊接结构学复习
焊接结构学复习焊接复习soingon0.焊接结构优点：焊接接头强度高、焊接结构设计灵活性大、焊接接头密封性好、焊前准备工作简单、易于结构的变更和改型、焊接结构成品率高。
1.焊接结构缺点：存在较大的焊接应力和变形、对应力集中敏感、焊接接头的性能不均匀。
2.影响构件焊接性的因素：与材料有关的因素、与设计有关的因素、与制造有关的因素。
3.焊接热复杂性表现：焊接热过程的局部性或不均匀性。
焊接热过程的瞬时性、焊接热源的相对运动。
4.焊接热循环的主要参数：加热速度、加热最高温度、在相变温度以上停留时间、冷却速度。
5.内应力：指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力。
热应力是由于构件不均匀受热所引起的。
分类：按作用时期分: 焊接过程中出现的称瞬时应力(热应力或温度应力);焊接后保留下来的称残余应力。
按分布范围分:宏观内应力(范围一般与结构尺寸相当)、微观内应力(晶粒尺寸)和超微观内应力（晶格)。
6. 自由变形、外观变形和内部变形的区别。
，所得的变形称之为自1)自由变形: 一端固定的直杆均匀加热时，杆件将自由伸长△LT由变形。
2）外观变形: 假如杆件受到约束，实际只能伸长△Le，这是可见的变形，称之为外观变形。
3）内部变形:由于存在约束，杆件在自由状态下所应有的变形与实际存在的变形有所不同，构件内部由于压缩而未表现出来的那部分变形△L，称为内部变形。
7.焊接残余变形有哪些种类？角变形产生的原因。
1）纵向变形：---焊后沿焊接方向发生收缩。
2）横向变形：---焊后垂直于焊接方向发生收缩。
3）挠曲变形：─在穿过焊缝线并与板件垂直的平面内变形。
─非对称结构、焊缝不在构件中性线上时发生。
4）角变形：─焊后构件的平面围绕焊缝产生的角位移。
─厚度方向的非均匀热分布造成紧靠焊缝线的变形。
5）波浪变形：焊后构件呈波浪形，当板件较薄时，热热压缩应力造成失稳。
6）错边：长度、厚度方向7）扭转（螺旋形变形）原因：厚度方向温度分布不均匀─横向塑性变形不均匀→角变形加热时─焊接面高温，产生压缩塑变;背面低温，甚至产生拉伸变形。
焊接结构生产知识总结
1、焊接结构：将各种材料采用焊接方法制成能承受一定载荷的金属结构。
2、金属结构连接的方法有多种：螺栓连接、翎接、焊接。
3、熔焊接头有对接接头、搭接接头、T形接头、直角接头、端接接头五大类。
其中对接接头的强度最高。
4、5S管理方法包括整理、整顿、清扫、清洁、素养。
5、当使物体产生变形的外力或其它因素去除后，变形也随之消失，即物体恢复原状，这样的变形称为弹性变形。
6、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。
7、通常，焊接过程中焊件的变形方向与焊后焊件的变形方向相反。
8、焊缝及其附近区域的残余应力通常是拉应力。
9、焊接变形的特征，可分为收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形，这五种基本变形形式。
10、收缩量最大的焊缝先焊。
11、消除焊接残余应力的措施：热处理法、机械拉伸法、温差拉伸法、振动法。
12、在焊接接头的几何形状突变处或不连续处，应力值突然增大，高于平均应力的现象，称为应力集中。
13、拉应力促进脆性裂纹的扩展。
14、对于低碳钢和低合金钢来说，晶粒度对钢的脆性转变温度影响很大，晶粒度越细，转变温度越低，越不易发生脆断。
15、适量加入Mn等元素则有助减小钢的脆性。
16、焊接接头中引起应力集中的主要原因？1）焊缝中有工艺缺陷。
2）焊缝外形不合理。
3）焊接接头设计不合理。
17、焊接结构生产是从焊接生产的准备工作开始的，它包括技术准备和物资准备（原材料）。
18、焊接工艺评定有两个目的：1）验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，2）评定施焊单位焊制焊接接头的使用性能符合设计要求的能力。
19、焊接结构工艺性审查目的是保证结构设计的合理性、工艺的可行性、结构使用的可靠性和经济性。
20、尽量利用型钢和标准件可以减少劳动生产量。
21、按照生产纲领的大小，焊接生产可分为三种类型：单件生产（数量小）、成批生产、大量生产。
22、预焊接工艺规程需由监检人员签字认可。
23、焊接工艺评定报告的术语缩写为PQR。
焊接结构重点
1、焊接接头性能的主要因素：材质方面、力学方面：焊接缺陷和外部形状的不连续性等。
焊接缺陷包括裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔和咬边等，常常是接头的裂纹源；外部形状的不连续性包括焊缝的余高和错边等。
2、破口的选择一般考虑以下几个方面：焊接材料的消耗、可焊到性、坡口加工成本、焊接变形的调控。
3、铆焊联合结构优点？1）刚度小，吸收较大能量，有缓冲作用。
2）应力集中系数低，提高疲劳强度。
3）内应力低4）止裂性好5）减少工地焊接,保证质量4、铆焊联合接头是不合理的接头形式。
1）铆焊联合结构可以充分发挥焊接接头和铆焊接头各自的优点，是一种比较合理的结构；2）铆焊联合接头是指在同一个接头上既有铆钉又有焊缝的形式，由于两者刚度不同，当铆焊接头承受载荷时，铆钉只承受很少一部分载荷，而大部分由焊缝承担。
所以这是一种不合理的接头形式5、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（用局部应力最大值和平均应力值的比来描述，为应力集中系数 KT =σ max/ σav）6、自由变形外观变形之间关系：自由变形：杆件在无任何拘束情况下，由于某种原因所发生的变形。
一端固定的直杆均匀加热时，杆件将自由伸长，所得的变形称之为自由变形外观变形：假如杆件受到约束，实际只能伸长△Le，这是可见的变形，称之为外观变形内部变形：由于存在约束，杆件在自由状态下所应有的变形与实际存在的变形有所不同，构件内部由于压缩而未表现出来的那部分变形，称为内部变形△L1= —（△LT1—△Le）7、内应力：没有外力的条件下平衡物体内部的应力。
是一个系统内部自身平衡的应力，它满足系统平衡条件，即合力等于零，合力距等于零。
产生原因：温度应力、残余应力、相变应力内应力的(特点)平衡条件：由于内应力是在没有外力的情况下产生的，所以在任意截面，由内应力引起的力的总和以及力矩的总和一定为零，即有∑F = 0∑M = 08、焊接中产生应力集中的原因？1）焊缝中存在工艺缺陷如气孔、夹渣、裂纹、未焊透和咬边等都会引起应力集中；2）焊缝外形不合理如对接焊缝余高过大，角焊缝为凸出形等，在焊趾处会形成较大的应力集中；3）焊接接头设计不合理如接头截面的突变，加盖板的对接街接头等，都会造成应力集中。
焊接结构复习提纲(涵盖所有知识点详细解答)
1.1焊接结构的优点及局限性。
焊接结构：用焊接方法生产制造的结构（主要是金属结构）全焊结构，铆焊接构，栓焊结构3种结构的总称就叫焊接结构优点：（1）重量轻:焊接结构减少材料消耗，比铆接轻15~20%，比铸件轻50~60%（2）整体性:具有高刚性，整体刚性强，传力特性好;高致密性，气密性好，可制造高压容器；（3）接头等强性:焊缝与母材不同质，强度不同，其强度等于或高于母材结构材质好，材料利用率高；（4）合理利用材料：异种材料焊接，合金锯条，容器衬里，硬质合金刀具，金刚石钻具，挖煤机械，仿生光滑犁壁、自动控制记忆合金、喷涂、堆焊；（5）焊接结构设计灵活性大：焊接结构几何形状不受限制、结构的壁厚不受限制、结构的外形尺寸不受限制、可联合其他工艺，如铸——焊，锻——焊，、实现不同金属的连接。
局限性：（1）存在严重的应力集中：焊接时局部加热—内应力—变形—工艺缺陷——承载能力下降——尺寸精度，稳定性下降——校形——增加工作量、成本。
（2）必然产生残余应力和变形：因焊接结构具有整体性，刚度大，焊缝布置、数量和次序等都会影响热应力分布，对应力集中敏感，然后诱发疲劳，脆断等破坏。
（3）接头存在性能不均匀性：焊接接头组织不均匀，该不均匀程度远远超过了铸、锻件，对断裂有重要影响。
1.2焊接热过程的复杂性有几个方面？1.焊接热过程不均性或局部性；2.焊接热过程瞬时性；3.焊接热源的相对运动2.1焊接热源的类型(9页)1.电弧焊热源2.乙炔火焰焊接热源3.电阻焊热源4.摩擦焊热源5.电子束焊接热源6.激光束焊接热源7.铝热剂焊接热源2.2焊接热循环的主要参数（各自影响详见课本34页）1.加热速度（ωH ）2.加热最高温度（Tmax）3.在相变温度以上停留的时间(t H )4.冷却速度或冷却时间(ωc)3.1焊接变形的种类：（课本79页）收缩变形，角变形，弯曲变形，波浪变形，扭曲变形。
收缩变形、角变形、挠曲变形、波浪变形、错边变形和扭曲变形。
焊接结构重点知识点总结
焊接结构重点知识点总结焊接结构的重点知识点包括焊接工艺、焊接材料、焊接质量控制、焊接设计等方面，下面将对这些知识点进行详细的总结。
1. 焊接工艺焊接工艺是指进行焊接时所采用的方法、工艺流程以及所需的设备和工具等。
常用的焊接工艺包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
在选择焊接工艺时，需要考虑工件的材料、厚度、焊接位置，以及所需的焊接质量等因素。
此外，焊接过程中还需要控制焊接电流、焊接速度、焊接温度等参数，以确保焊接接头的质量和性能。
2. 焊接材料焊接材料是指用于进行焊接的金属材料，通常包括焊芯、焊条、焊丝、焊剂、焊盖等。
焊接材料的选择应根据被焊接材料的性质和要求来确定。
一般情况下，焊接材料与被焊接材料尽可能接近，以确保焊接接头的强度和密封性。
3. 焊接质量控制焊接质量控制是保证焊接接头质量的关键步骤。
焊接接头的质量受到焊接工艺、焊接材料、操作技能等多方面因素的影响，因此需要进行严格的质量控制。
焊接接头的质量主要包括焊缝形状、焊接强度、焊接气孔、焊接裂纹等方面。
通过检测、检验、监控等手段，确保焊接接头的质量满足设计要求。
4. 焊接设计焊接设计是指在进行产品设计时，考虑到焊接工艺、焊接质量和焊接材料等因素，合理设计焊接结构和焊接连接方式。
焊接设计要求充分考虑产品的使用条件、工艺成本、生产效率等因素，以达到经济、安全、实用的目的。
焊接设计的关键是合理选择焊接接头形式、尺寸和位置，确保焊接结构的强度、刚度和密封性。
以上就是焊接结构的重点知识点的总结，对于从事焊接工作的人员来说，熟练掌握这些知识点，将有助于提高焊接工作的质量和效率。
焊接结构学哈工大复习要点汇总
焊接结构学哈工大复习要点汇总版权所有～枫擎雨一、名词解释1. 内应力：是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的力。
2. 解理断裂：是沿晶内一定结晶学平面分离而形成的断裂，是一种晶内断裂。
3. 应力腐蚀开裂：是指在拉应力和腐蚀共同作用下产生裂纹的现象。
4. 温差拉伸法：是利用在焊接结构上进行的不均匀加热造成的适当的温度差，来使焊缝及其附近区域产生拉伸塑性变形，从而抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，达到消除部分焊接残余应力的目的。
5. 焊接结构：用焊接的方法生产制造出来的结构。
6. 焊接温度场：是指在焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。
7. 应力集中：由于焊接的形状和焊缝布置的特点，焊接接头工作应力的分布是不均匀的，其最大应力比平均应力值高，这种情况称应力集中。
是指接头局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。
8. 焊接变形：由于焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。
9.工作焊缝：焊缝与被连接板件沿受力方向成串联形式布置，焊缝传递全部载荷，一旦焊缝断裂，则接头立即破坏。
10.联系焊缝：焊缝与被连接板件沿受力方向成并联形式布置，焊缝只传递很少的载荷，主要在被连接板之间起到联系作用，即使焊缝断裂，焊接结构并不立即失效。
11.动应变时效：金属和合金在塑性变形时或塑性变形后所发生的时效过程。
12.焊接残余应力：焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限，以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。
这样焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。
13.焊接热循环：焊接过程中，在焊接热源的作用下，焊件上某点温度随时间变化的过程，其特征是加热速度很快，在最高温度下停留时间很短，随后各点按照不同的冷却速度进行冷却。
14. 延性断裂：伴随明显塑性变形而形成延性断口（断裂面与拉应力垂直或倾斜，其上具有细小的凹凸，呈纤维状）的断裂。
15.自由变形（量、率）：当金属物体的温度发生变化或发生相变没有受到外界的任何阻碍而自由进行，它的形状和尺寸的变形就称为自由变形。
焊接结构学知识要点
温度场：焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。
焊接接头：在焊件需要连接的补位，用焊接的方法制造而成的接头应力集中：接头局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象抗开裂性能：焊接接头处具有一定的抗脆性断裂引发的性能焊接热循环：在焊接过程中，工件上的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化，温度随时间由低而高达到最大值后，有由高而低的变化软夹层：将低组配的低强焊缝金属接头硬夹层：将高组配的高强焊缝金属接头热饱和：从开始输入起，至获得局部温度的极限状态温度场：焊接过程中某一时刻所有空间各点温度的总计或分布热传导三个定律：热传导定律、对流传导定律、辐射传热定律内应力：是指在没有外力的条件下，平衡于物体内部的应力应力腐蚀开裂：当材料处于持续的拉应力作用，同时又与材料敏感的腐蚀介质相接触，经过一段时间后，就会发生开裂。
温度应力（热应力）：温度变化会使物体产生变形，会在内部产生应力，由于构件受热不均匀引起的残余应力：在温度均匀后受到压应力作用，使系统中产生新的应力相变应力：相变所带来的体积变化受到制约产生新的应力相变残余应力：温度均匀化后，相变产物保留，相变应力也将保留，形成残余应力疲劳强度：在规定的循环应力幅值和大量重复次数下，材料所能承受的最大变应力焊接结构特点：优 1 焊接接头强度高 2 焊接结构设计灵活性大 3 焊接接头密封性好 4 焊前准备工作简单 5 易于结构的变更和改型 6 焊接结构的成品率高缺 1 存在较大的焊接应力和变形2 对应力集中敏感 3 焊接接头的性能不均匀焊接热循环的参数：1 加热速度 2 加热最高温度3 在相变温度以上停留的时间 4 冷却速度焊接应力与变形的机理：焊接时焊件受到不均匀加热并使焊缝区融化，与焊接熔池毗邻的高温区材料的热膨胀则受到周围冷态材料的制约，产生不均匀压缩塑性变形。
在冷却过程中，已经发生塑性变形的这部分材料同样受到金属的制约而不能自由收缩，并在一定程度上受到拉伸而卸载，与此同时，熔池凝固，焊缝金属冷却额收缩也应受到制约而产生收缩拉应力和变形。
焊接结构学
焊接结构学焊接作为一种重要的连接工艺，在制造业和工程领域得到了广泛应用。
焊接结构学的相关知识涵盖了焊接理论基础、焊接冶金与材料、焊接接头设计与优化、焊接制造工艺与设备、焊接结构的力学行为、焊接结构的无损检测与质量保证以及焊接结构的失效分析与预防等方面。
1.焊接理论基础焊接是通过加热或加压的方式将金属或其他材料连接在一起的过程。
焊接理论基础主要研究焊接的物理和化学过程，包括焊缝的形成机理、金属的加热和冷却原理等。
2.焊接冶金与材料焊接冶金涉及到金属熔化、凝固和结晶的过程，而焊接材料则包括母材、焊丝、焊剂等。
选择合适的焊接材料和冶金工艺对于保证焊接质量和可靠性至关重要。
3.焊接接头设计与优化焊接接头是焊接结构中的关键部分，其设计需考虑连接方式、强度和稳定性等因素。
优化焊接接头设计可以提高焊接结构的承载能力，避免应力集中和薄弱环节的产生。
4.焊接制造工艺与设备焊接制造工艺包括焊接电流、电压、速度等参数的设定，以及坡口制备、定位、施焊等步骤的实施。
焊接设备包括手工电弧焊机、气体保护焊机、激光焊机等。
选择适当的焊接工艺和设备对于提高焊接质量和效率至关重要。
5.焊接结构的力学行为焊接结构的力学行为涉及到变形、残余应力、疲劳强度等方面。
力学行为的研究有助于了解焊接结构的性能，并为结构设计和优化提供依据。
6.焊接结构的无损检测与质量保证无损检测方法如射线检测、超声波检测等可用于检测焊接结构中的缺陷和损伤。
质量保证措施包括工艺控制、质量检验等环节，以确保焊接结构的完整性和安全性。
7.焊接结构的失效分析与预防焊接结构在服役过程中可能出现失效情况，如腐蚀、磨损和变形等。
失效分析可以对失效原因进行诊断，提出预防措施，从而延长焊接结构的使用寿命。
总之，焊接结构学涉及多个领域和过程，从理论基础到失效分析，每个环节都关系到焊接结构的性能和可靠性。
不断深入研究和改进焊接技术，有助于提高制造产业的发展水平，为社会和经济发展带来更多机遇和价值。
焊接结构学考试重点及答案
注：蓝色为自己理解答案，朋友们自己完善，红色为我认为必考题，大家要记住哦！第一章1、焊接结构的有点？——1）焊接结构强度高；2）焊接结构设计灵活性大；3）焊接接头密封性好；4）焊前准备工作简单；5）易于结构的变更和改型；6）焊接结构的成品率高。
2、焊接结构的缺点？——1）存在较大的焊接应力和变形；2）对应力集中敏感；3）焊接接头的性能不均匀。
第二章1-焊接温度场一一指在焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。
2-焊接热循环一一在焊接过程中，工件上的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变化，温度随时间由低而高，达到最大值后，又由高而低的变化称为焊接热循环。
第三章1-温度应力一一在没有外力的情况下，由于不均匀温度造成的内应力叫做温度应力。
残余应力一一当不均匀温度恢复到原始的均匀状态后残存在物体中的内应力。
自由变形（量、率）一一当金属物体的温度发生变化或发生相变没有受到外界的任何阻碍而自由进行，它的形状和尺寸的变形就称为自由变形。
自由变形的大小称之为自由变形量。
单位长度上的自由变形量称之为自由变形率。
外观变形（量、率）一一当物体的变形受到阻碍而不能完全自由变形时，所表现出来的部分变形称为外观变形或可见变形。
外观变形的大小称为外观变形量。
单位长度上的外观变形量称为外观变形率。
内部变形（量、率）一一当物体的变形受到阻碍而不能完全自由变形时，未表现出来的部分变形称为内部变形或可见变形。
内部变形的大小称为内部变形量。
单位长度上的内部变形量称为内部变形率。
2、长板条中心加热，边缘加热时温度应力，残余应力的分布情况？——1）长板条中心加热：由于中心温度高两端温度低，所以中心产生膨胀受到两端的阻碍而承受压应力，两端受拉应力。
当加热温度较高时，将使中心部位产生较大的压缩塑性变形。
此时停止加热使板条恢复到初始温度，并允许板条自由收缩，则最终板条长度缩短并且受到两侧的拉力，因此在板条中心形成参与拉应力，而两侧形成残余压应力。
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《焊接结构学》重点归纳1.焊接结构的优点:(1)焊接接头强度高;(2)焊接结构设计灵活性大;(3)焊接接头密封性好;(4)焊前准备工作简单;(5)易于结构的变更和改型;(6)焊接结构的成品率高.焊接结构的缺点:(1)存在较大的焊接应力和变形;(2)对应力集中敏感;(3)焊接接头的性能不均匀.2.内应力：所谓内应力是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的应力.3.内应力的分类:按其分布范围可分为三类:宏观内应力,微观内应力,超微观内应力.按其产生机理分类:热应力(温度应力),残余应力,相变应力,相变残余应力. *热应力是由于构件不均匀受热所引起的.4.焊接残余应力的分类:(1)纵向残余应力;(2)横向残余应力;(3)厚板中的残余应力;(4)拘束状态下焊接的内应力;(5)封闭焊缝引起的内应力;(6)相变应力.5.纵向应力沿板材横截面上的分布表现为中心区域是拉应力,两边为压应力,拉应力和压应力在截面内平衡.6.横向残余应力产生的直接原因是来自焊缝冷却时的横向收缩,间接原因是来自焊缝的纵向收缩.7.焊接残余应力的影响:(1)内应力对静载强度的影响;(2)内应力对刚度的影响;(3)内应力对杆件受压稳定性的影响;(4)内应力对构件精度和尺寸稳定性的影响;(5)内应力对应力腐蚀开裂的影响.8.焊接残余变形的分类:(1)纵向收缩变形;(2)横向收缩变形;(3)挠曲变形;(4)角变形;(5)波浪变形;(6)错变变形;(7)螺旋形变形.9.焊接变形的危害影响:(1)需要进行校正,耗工耗时;(2)比较复杂的变形的校正工作量可能比焊接工作量还要大,而有时变形太大,造成废品;(3)增加了机械加工工作量,同时也增加了材料消耗.焊接变形的出现还会影响构件的美观和尺寸精度,并且还可能降低结构的承载能力,引发事故.10.纵向收缩引起的挠曲变形:当焊缝在构件中的位置不对称,即焊缝处于纵向偏心时，所引起的收缩力Ff是偏心的.因此,收缩力Ff不但使构件缩短,同时还造成构件弯曲.11.焊缝对于整个构件的中性轴对称,并不意味着在组焊的过程中始终是对称的.因为,随着组焊过程的进行,构件的中性轴位置和截面惯性矩是变化的.这也意味着,通过变化组焊的顺序,有可能对挠曲变形进行调整.12.波浪变形:薄板所承受的压应力超过某一临界值,就会出现波浪变形,或称为压曲失稳变形.13.焊接错边:是指两被连接工件相对位置发生变化,造成错位的一种几何不完善性.产生原因:错边可能是装配不当造成的,也可能是由焊接过程造成的.焊接过程造成错边的主要原因之一是热输入不平衡;焊缝两侧的工件刚度的差异也会引起错边,刚度小的一侧变形位移较大,刚度大的一侧位移小,因而造成错边.14.焊接残余应力的测量:1.焊接残余应力的破坏性测量:(1)单轴焊接残余应力的测量:①切条法;②弹性变形法.(2)双轴焊接残余应力的测量:①切块法;②钻孔法;③盲孔法;④套孔法.(3)三轴焊接残余应力的测量.2.焊接残余应力的非破坏性测量:(1)X射线衍射法;(2)中子衍射法.3.相似关系.15.焊接残余应力与变形的调控措施：1.调控焊接应力与变形的焊前措施:(1)合理地选择焊缝的形状和尺寸.焊缝尺寸直接关系到焊接工作量、焊接应力和变形的大小.在保证结构承载能力的前提下,应遵循的原则是:尽可能使焊缝长度最短;尽可能使板厚小;尽可能使焊脚尺寸小;断续焊缝和连续焊缝相比,优先采用断续焊缝;角焊缝与对接焊缝相比,优先采用角焊缝以及复杂结构最好采用分部组合焊接.(2)尽量避免焊缝的密集与交叉.(3)合理地选择肋板的形状并适当地安排肋板的位置,可以减少焊缝,提高肋板加固的效果.(4)采用压形板来提高平板的刚性和稳定性,也可以减小焊接量和减小变形.(5)联系焊缝可采用断续焊缝的形式以降低热输入总量.(6)预变形法或反变形法也是焊前需要考虑采用的重要措施之一.2.焊后调控焊接残余应力与变形的措施:(1)机械方法;(2)加热方法.3.随焊调控焊接应力与变形的措施:(1)刚性固定法;(2)减小焊缝的热输入;(3)合理安排装配焊接的顺序;(4)预拉伸法;(5)焊时温差拉伸法;(6)随焊激冷法;(7)随焊碾压法;(8)随焊锤击法;(9)随焊冲击碾压法.16.刚性固定法:这种方法是在没有反变形的情况下,通过将构件加以固定来限制焊接变形.这种方法只能在一定程度上减小挠曲变形,但可以防止角变形和波浪变形.17.不均匀加热是导致产生焊接应力和变形的根本原因.18.火焰矫形:所谓火焰矫形,就是利用火焰局部加热时产生的压缩收缩变形使较长的金属在冷却后收缩,来达到矫正变形的目的.19.火焰成形:利用火焰局部加热把平直的钢板弯曲成各种曲面,这种方法在生产上称为火焰成形或水火弯板.20.接头一般可分为焊缝金属、熔合区、热影响区和母材四个组成部分.21.焊接接头的力学性能与母材和焊缝二者之间的强度匹配有关,焊缝金属强度比母材强度高的称为高组配接头,比母材强度低的称为低组配接头.22.焊缝的基本形式:(1)对接焊缝;(2)角焊缝.23.对接焊缝开坡口的根本目的是为了焊透金属,以便确保接头的质量及经济性.坡口形式的选择主要取决于板材厚度、焊接方法和工艺过程.24.坡口形式:卷边;平对接;V形;U形;X形;K形.25.坡口选择的考虑因素:(1)可焊到性或便于施焊;(2)降低焊接材料的消耗量;(3)坡口易加工;(4)减小或控制焊接变形.26.坡口角度的大小与板厚和焊接方法有关,其作用是使电弧能深入根部使根部焊透.坡口角度越大,焊缝金属量越多,焊接变形也会增大,一般坡口角度选60°左右.27.角焊缝按其截面形状分类:(1)平角焊缝;(2)凹角焊缝;(3)凸角焊缝;(4)不等腰角焊缝. 按其承载方向分类:(1)焊缝与载荷相垂直的正面角焊缝;(2)与载荷相平行的侧面角焊缝;(3)与载荷倾斜的斜向角焊缝.28.各种截面形状角焊缝的承载能力与载荷性质有关.静载时,如母材金属塑性良好,角焊缝的截面形状对承载能力没有显著影响;动载时,凹角焊缝比平角焊缝的承载能力高,凸角焊缝的最低.不等腰角焊缝,长边平行于载荷方向时,承受动载效果较好.29.焊接接头的基本形式及特点:(1)对接接头;特点:受力好,装配要求高.对接接头截面变化平缓,应力集中小,受力状态是各种接头中最好的.但是它的装配要求较高,如果两边母材上下错动,或间隙过大、过小都不行.(2)搭接接头;特点:受力差,装配要求简单.搭接接头的特点刚好和对接接头相反,应力分布极不均匀,疲劳强度较低,但是它们的焊前准备工作及装配要求却很简单.(3)T形接头;特点:能承受各种方向的力和力矩,受力差,经济合算,疲劳强度高.T形接头是将互相垂直的被连接件用角焊缝连接起来的接头.(4)角接接头.两板件端面构成为直角的焊接接头称为角接接头.角接接头多用于箱形构件上.30.焊接接头产生应力集中的原因:(1)焊缝中存在工艺缺陷;(2)焊缝外形不合理;(3)焊接接头设计不合理.31.焊接接头产生应力集中的位置及减小应力集中措施:(1)对接接头:[余高,过渡圆弧]由于余高造成了构件表面不平滑,在焊缝与母材金属的过渡处引起应力集中.措施:采用削平余高或增大过渡圆弧半径的措施来降低应力集中.在实际生产中只要我们保证焊缝熔透;减小加厚高,使焊缝向母材过渡平顺;提高装配质量,减小焊接错边;选用合适的焊接规范和坡口形式,减小角变形就可以有效的控制对接接头造成的应力集中.*对接接头应力集中min;搭接接头应力集中max.对接接头是最好的接头形式,不但静载可靠,而且疲劳强度也较高.(2)T形(十字)接头:未开坡口(角):焊缝根部和焊趾处;开坡口(对):余高,过渡圆弧.措施:开坡口焊透或采用深熔焊接方法进行焊接.(3)搭接接头:①正面角焊缝:焊根和焊趾.为了减少弯曲应力,两条正面角焊缝之间的距离应不小于板厚的4倍.②侧面角焊缝:最大应力在两端,中部应力最小,而且焊缝较短时,应力分布较为均匀,焊缝较长时,应力分布不均匀的程度就更大.因此,采用过长的侧面角焊缝将使应力集中增加,这是不合理的.一般规范规定侧面角焊缝长度不得大于50K.③联合角焊缝:在设计搭接接头时,如增添正面角焊缝,不但可以改善应力分布,还可以缩短搭接长度.④盖板接头:靠近侧面角焊缝的部位应力最大,远离焊缝并在构件的轴线位置上应力最小.增添正面角焊缝连接的盖板接头,其各横截面正应力的分布得到明显改善,应力集中大大降低.⑤斜向角焊缝:当焊脚尺寸K相同时,正面角焊缝的单位长度强度比侧面焊缝的高,斜向角焊缝的单位长度强度介于上述两种焊缝强度之间.措施:采用联合角焊缝的搭接接头,不但可以改善应力分布还可以缩短搭接长度.32.各种接头电弧焊后,都有不同程度的应力集中.实践证明,并不是在所有情况下应力集中都影响强度.当材料具有足够的塑性时,结构在静载破坏之前就有显著的塑性变形,应力集中对其强度无影响.33.焊点排数多于3排是不合理的,因为多于3排后,再增加焊点排数并不能明显增加承载能力.34.工作焊缝:该焊缝与被连接的元件是串联的,承担着传递全部载荷的作用,即焊缝一旦断裂,结构就立即失效,这种焊缝称为工作焊缝.35.联系焊缝:该焊缝与被连接的元件是并联的,它仅传递很小的载荷,主要起元件之间相互联系的作用,即焊缝一旦断裂,结构不会立即失效,这种焊缝称为联系焊缝.36.影响金属脆性断裂的主要因素:外因:应力状态;温度条件;加载速度.内因:材料状态.(1)应力状态的影响:物体在受外载时,不同截面上产生不同的正应力σ和切应力τ.在主平面上作用有最大应力σmax,与主平面成45°的平面上作用有最大切应力τmax.σmax,τmax及其比τmax/σmax与加载方式有关.当切应力达到屈服强度时,产生塑性变形,达到剪断抗力时,产生剪断.当正应力达到正断抗力时,产生正断,断口与σmax垂直.如果在σmax未达到正断抗力前,τmax先达到屈服强度,则产生塑性变形,形成延性断裂.如果在τmax达到屈服强度前,σmax首先达到正断抗力则发生脆性断裂;(2)温度的影响:随着温度的降低,破坏方式从塑性破坏变为脆性破坏.这是因为随着温度的降低,发生解理断裂的危险性增大,材料的剪切屈服限增大,而正断抗力相对不变;(3)加载速度的影响:提高加载速度能促使材料脆性破坏,其作用相当于降低温度.原因是钢的剪切屈服限不仅取决于温度,而且取决于加载速率,或者说还取决于应变速率.随着应变速率的提高,τT提高而S oT基本不变;(4)材料状态的影响:①厚度的影响:厚板在缺口处容易形成三轴拉应力,使材料变脆;②冶金因素;③晶粒度的影响:晶粒越细,转变温度越低;④化学成分的影响:钢中的C、N、O、H、S、P增加钢的脆性;另一些元素如Mn、Ni、Cr、V,加入适量有助于减少钢的脆性.37.焊接过程给焊接接头带来的影响:(1)应变时效引起的局部脆性;(2)金相组织改变对脆性的影响;(3)焊接缺陷的影响;(4)角变形和错边的影响;(5)残余应力和塑性变形的影响; 38.在焊接接头中,角变形和错边都会引起附加弯曲应力,因此对结构脆性破坏有影响,尤其是对塑性较低的高强度钢,更是如此.角变形越大,破坏应力越低.为了改善熔合线处的应力集中系数以提高韧性,有人提出在熔合线上再堆焊一层"防裂焊缝".39.预防焊接结构脆性断裂的措施:(1)正确选用材料:[一般地说,应使所选用的钢材和焊接用填充金属保证在使用温度下具有合格的缺口韧性,其含义是:1)在结构工作条件下,焊缝、热影响区、熔合线的最脆部位应有足够的抗开裂性能,母材应具有一定的止裂性能;2)随着钢材强度的提高,断裂韧度和工艺性一般都有所下降,因此不宜采用比实际需要强度更高的材料,特别不应该单纯追求强度指标,而忽视其他性能.]①按照缺口韧性和试验检验材料:一般是根据冲击韧性值来决定;②用断裂韧度评定材料.(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尽量减小结构刚度,降低应力集中和附加应力的影响;③不采用过厚的截面;④重视附件或不受力焊缝的设计;⑤减小和消除焊接残余拉伸应力的不利影响.40.影响焊接接头疲劳强度的因素:(1)应力集中的影响;(2)近缝区金属性能变化的影响;(3)残余应力的影响;(4)缺陷的影响;(5)材料的影响;(6)材料表面状态.41.焊接缺陷对疲劳强度的影响与缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关.42.焊接缺陷的影响:平面类型缺陷比带圆角的缺陷影响大;表面缺陷比内部缺陷影响大;与作用力方向垂直的平面缺陷的影响比其他方向的大;位于残余拉应力场内的缺陷的影响比在残余压应力场内的大;位于应力集中区的缺陷的影响比在均匀应力场中同样缺陷影响大.由于不同的材料具有不同的缺口敏感性,同样尺寸的缺陷对不同材料焊接结构的疲劳强度的影响并不相同.随着未焊透的增加,疲劳强度迅速下降.43.提高焊接接头疲劳强度的措施:(1)降低应力集中:①采用合理的结构形式,减少应力集中;②尽量采用应力集中系数小的焊接接头形式;③当采用角焊缝时须采取综合措施;④通过开缓和槽使力线绕开焊缝的应力集中处;⑤用表面机械加工的方法,消除焊缝及其附近的各种刻槽;⑥采用电弧TIG或等离子束整形的方法.(2)调整残余应力场:①整体处理:整体退火;超载预拉伸.②局部加热处理:使关键部位的残余拉应力转化为压应力,方法是局部加热,局部爆炸,碾压,锤击焊道等.③预先超载.(3)改善材料的表面性能:表面强化处理:小轮挤压,锤击焊道;喷丸处理.(4)特殊保护措施:缺口表面涂敷,防腐蚀.44.对接接头的应力集中系数小,因而疲劳强度高,应当尽量选用[优先].尽量少采用角焊缝.焊缝形状应平缓过渡.接头选取顺序:对接接头→十字接头(开坡口焊透)→十字接头(未开坡口)→正面搭接接头→侧面搭接接头.45.塑性好的材料是否一定出现韧性断裂?不会出现脆性断裂吗?。