焊接结构复习资料后

一丶名词解释1.残余应力：如果不均匀温度场所造成的内应力达到材料屈服极限，使局部区域产生塑性变形。

当温度恢复原始的均匀状态后就会产生新的内应力，这种内应力是温度均匀后残存在物体中的称为残余应力。

2.自由变形：如果热变形不受外界的任何约束而自由地进行则称为自由变形。

3.外观变形：如果物体在温度变化中受到阻碍，使其不能完全自由变形，只能部分地变现出来，则能表现出来的这部分变形称为外观变形。

4.内部变形：如果物体在温度变化中受到阻碍，使其不能完全自由变形，而未能表现出来的那部分变形称为内部变形5.横向残余应力：把垂直于焊缝方向的残余应力称为横向残余应力。

（σy）6.纵向残余应力：把沿焊缝方向的残余应力，称为纵向残余应力（σx）7.焊接热循环：在连续移动热源焊接温度场中，焊接区某点所受的急剧加热和冷却的过程叫做焊接热循环。

8.焊接接头的基本属性：焊接接头因焊缝形状和布局不同会引起不同程度的应力集中，再上焊接接头残余应力与变形和高刚性就构成了焊接接头的基本属性。

9.低组配接头：焊缝金属强度比母材低。

高祖配接头：焊缝金属强度比母材高10.对接接头：两焊件表面构成大于或等于135°，小于或等于180°夹角，即两板件相对端面焊接而形成的接头。

11.搭接接头：两板件部分重叠起来进行焊接所形成的接头12.T形接头：将互相垂直的被连接件用角焊缝连接起来的接头。

13.角接头：两板件端面构成为直角的焊接接头。

14.应力集中：接头局部区域的最大应力值（σmax）比平均应力值（σav）高的现象。

15.应力集中系数：应力集中的大小，常以应力集中系数Kt表示。

即Kt=σmax/σav，式中σmax为截面中最大应力值，σav为截面中平均应力值。

16.余高：在对接接头中，焊缝高度略高于母材表面高出部分叫做焊接的余高17.工作焊缝和联系焊缝：○1一种焊缝与被连接的元件是串联的，它承担着传递全部载荷的作用，即焊缝一旦断裂，结构立即失效其应力为工作应力。

○2一种焊缝与被连接的元件是并联的，它仅传递很小的载荷，主要起元件相互联系作用，即焊缝一旦断裂结构不会立即失效。

其应力称为联系应力。

18.低应力脆性断裂：脆性破坏时的工作应力一般不高，破坏应力往往低于材料的屈服强度，或低于结构的许用应力。

因此也把脆性断裂称为低应力脆性断裂。

19.韧性转变温度：大多数塑性金属材料随温度下降会发生从韧性断裂向脆性断裂的过渡这种断裂类型的转变称为韧性—脆性转变，所对应的温度称为韧性—脆性转变温度。

20.应力疲劳和应变疲劳：○1在循环应力水平较低时，弹性应变起主导作用此时疲劳寿命较长，称为应力疲劳或高周疲劳。

○2在循环应力水平较高时，塑性应变其主导作用此时疲劳寿命较短，称为应变疲劳或低周疲劳。

21.咬边：指由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，使焊缝边缘留下的凹陷。

22.错边：由于厚薄不同的钢板对接所引起的焊缝中心线偏移，或由于成型时尺寸公差所引起的对接焊缝错边。

23.S-N曲线：在给定平均应力，最小应力或应力比的情况下，应力幅度或应力范围，最大应力与疲劳破坏时的循环次数的关系称为S-N曲线（应力—寿命曲线）24.机械拉伸法：对焊接构件进行加载，使焊缝塑性变形区得到拉伸，以减小由焊接引起的局部压缩塑性变形量和降低内应力。

25.反变形法：为了抵消焊接残余变形，焊前先将焊件向与焊接残余变形相反的方向进行人为预设变形。

26.焊接热影响区：在接近焊缝两侧的母材，由于受到焊接的热作用而发生金相组织和力学性能变化的区域27.夹杂：熔化焊接的冶金反应产物，例如非金属杂质以及熔渣，由于焊接时未能逸出，或多道焊接时清渣不干净，以至残留在焊缝金属内称为夹杂和夹渣。

28.热裂纹：在焊接时温度处于固相线附近的高温区产生的焊接裂纹29.焊缝成型不良类型：○1咬边○2焊瘤（焊接过程中熔化金属流淌到焊缝之外未熔化母材上所形成的）○3凹坑（电弧焊时在焊缝的末端或焊条接续处低于焊道基体表面形成的凹坑）○4错边○5下榻（指过多的熔化金属向焊缝背面塌落，成型后焊缝背面凸起）○6烧穿（指焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷）。

30.热变形：当物体的温度发生变化时，其尺寸和形状就会发生变化31.温差拉伸法：采用低温局部加热焊缝两侧，使焊缝区产生拉伸塑性变形，从而消除内应力。

32.刚性固定法：焊前对焊件采用外加刚性拘束，强制焊件在焊接时不能自由变形。

以防止焊接残余变形的方法。

33.焊接接头的基本形式：对接接头，角接头，T形接头，搭接接头，塞焊。

焊缝的基本形式：对接焊缝，角焊缝。

34.正面和侧面角焊缝：○1与作用力的方向垂直的角焊缝。

○2与作用力的方向平行的角焊缝。

二丶回答问题1.焊接残余变形的种类及其表现形式？○1纵向收缩变形：表现为焊后构件在焊缝长度方向上发生收缩，使长度缩短。

（面内变形）○2横向收缩变形：表现为焊后构件在垂直焊缝长度方向上发生收缩。

（面内变形）○3角变形：表现为焊后构件的平面围绕焊缝产生角位移。

（面外变形）○4挠曲变形：是指构件焊后发生挠曲，可以由纵向收缩引起，也可以由横向收缩引起。

（面外变形）○5波浪变形：指构件的平面焊后呈现高低不平的波浪形式。

（面外变形）○6错边变形：指由焊接所导致的构件在长度方向或厚度方向上出现错位。

○7螺旋形变形（扭曲变形）：表现为构件在焊后出现扭曲。

（面外变形）2.T形接头应力集中部位，对工作焊缝其应力集中与什么有关，如何减小？T形接头焊缝向母材过渡较急剧，接头在外力作用下力线扭曲很大，造成工作应力分布极不均匀，在角焊缝的根部和过渡处，易产生很的大应力集中。

工作焊缝的应力集中随角焊缝焊趾角θ的减小而减小，随焊脚尺寸K的增大而减小。

开口坡并焊透可使其应力集中程度大大降低3.纵向和横向残余应力的产生原因及分布规律。

A:纵向残余应力产生原因：由于焊缝纵向收缩引起的。

分布：○1纵向残余应力沿焊缝长度方向的分布：当焊缝比较长时，在焊缝中段会出现一个稳定区。

对于低碳钢材料来说，稳定区中的纵向残余应力σx将达到材料的屈服强度σs。

在焊缝的端部存在应力过渡区，纵向应力σx逐渐减小，在板边外σx=0.当焊缝长度比较短时，应力稳定区将消失，仅存在过渡区，并且焊缝越短纵向应力σx的数值越小。

○2纵向应力沿板材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。

B：横向残余应力产生原因：由焊缝及其附近塑性变形区的横向收缩和纵向收缩共同作用的结果。

分布：○1横向应力在沿焊缝平行的各截面上的分布与在焊缝中心线上的分布相似，但随着离开焊缝中心线距离的增加，应力值降低在板的边缘处σy=0。

○2横向应力沿板材横截面的分布表现为焊缝中心应力幅值大，两侧应力幅值小，边缘处应力值为0.4.角变形的产生原因，影响因素，变化趋势。

○1发生角变形的根本原因是横向收缩在厚度方向上的不均匀分布所造成的。

○2角变形的大小取决于熔化区的宽度和深度以及熔深与板厚之比，接头类型，焊道，焊道次序，材料性能，焊接过程参数等因素，也对角变形也有重要的影响。

○3随着热量输入的增加或板厚的减小，角变形出现了先增加后降低的变化趋势，角变形沿焊缝长度方向上的分布也与横向收缩类似，再开始比较小，以后逐渐增大。

5.以低碳钢举例说明焊接应力与变形的演变过程？此温度场条件下，板条端面从AA’平移到A1A1’，为外观变形Ԑe。

当DD’范围内，温度超过600℃，屈服强度σs=0，不会产生内应力，此区域不参加内应力的平衡，产生的变形全部为压缩塑性变；在CD和C’D’范围内，温度在600℃到500℃，屈服强度σs’从0逐渐增加到常温时的σs，在此温度范围内的内应力恒等于σs’即压应力也从0增加到σs，弹性开始逐渐恢复，所产生的变形除压缩塑性变形外，开始出现弹性变形，在BC和B’C’范围内，压应力达到室温下材料的屈服强度σs并保持不变，材料屈服|Ԑe-Ԑt|>Ԑs，弹性应变达到最大值Ԑs 同时存在塑性变形，在AB到A’B’范围内，材料处于弹性状态，内应力σ正比于内部应变值，且σ<σs并逐渐由应力变为拉应力。

截面上拉应力区的面积和压应力区的面积相等。

6.焊接残余应力与残余变形的种类，调节控制措施，及其原理？焊接残余应力种类：横向残余应力，纵向残余应力。

残余变形种类：○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错边变形○7螺旋形变形。

工艺措施：○1采用合理的焊接顺序，使焊缝收缩较为自由。

先焊变形收缩量较大的焊缝，使其能较自由；先焊错开的短焊缝，后焊直通长焊缝；先焊在工作区是受力较大的焊缝，使其内应力合理分布。

○2降低结构刚度。

焊前采取一定的工艺措施，将焊接区域的局部刚度降低。

○3加热减应区。

焊前对适当部位加热，焊后冷却时，加热部位和焊接处一起收缩。

○4锤击或碾压焊缝。

通过锤击和碾压焊缝及其邻近区域，使金属展开，能有效地减小焊接残余应力。

消除；○1整体高温回火○2局部高温回火○3机械拉伸法○4温差拉伸法○5振动法。

工艺措施：○1反变形法。

为了抵消残余变形，焊前先将焊件向与焊接残余变形想法的方向进行人为预设变形。

○2刚性固定法。

焊前对哈借鉴采用外加刚性拘束，强制焊件在焊接时不能自由变形。

○3合理的焊接顺序。

结构截面对称，焊缝布置对称的焊接结构，先装配成整体，再按一定焊接顺序；不对称结构，可以分别装焊成部件，最后在进行组焊。

○4合理的焊接方向。

长焊缝同方向焊接，采用逆向分段退焊法和跳焊法。

○5合理地选择焊接参数和焊接工艺参数。

能力集中和热输入较低的焊接方法，有效地减小焊接变形。

7.简述焊接结构的不完整性及典型焊接缺陷？焊接结构的不完整性是指因焊接引起的接头冶金不均匀性、材料的不连续性及形状的不完善性。

○1裂纹○2夹杂○3气孔○4未熔合与未焊透○5焊缝成型不良（咬边、焊瘤、凹坑、错边、下榻和烧穿）8.裂纹分类及形成原理？○1冷裂纹○2结晶裂纹○3液化裂纹○4多边裂纹○5再热裂纹○6层状撕裂○7应力腐蚀裂纹冷裂纹，热裂纹；在焊接时温度处于固相线附近的高温区产生的焊接裂纹。

再热裂纹：层状撕裂，应力腐蚀裂纹9.影响焊接结构脆性断裂的因素及断裂控制因素：○1焊接结构特点○2焊接残余应力○3焊接缺陷○4焊接接头金相组织○5应变时效控制：○1材料在一定的工作温度、加载速率和板厚条件下的断裂韧度；○2结构断裂薄弱部位的裂纹和缺陷尺寸；○3包括工作应力。

应立集中、残余应力和温度应力在内的拉应力水平。

10.影响焊接结构疲劳断裂的因素？○1应力集中○2焊接残余应力○3焊接缺陷○4焊接接头组织性能对疲劳强度○5尺寸○6载荷11.画图说明长板条中心加热条件下的变形及应力产生分布情况？在板条中心对称加热时，板条产生温度应力（热应力），中心受压，两边受拉，同时平板端面向外平移伸长（外观变形），如果此时不产生塑性变形，即|Ԑ|<Ԑs，当温度恢复原始状态后内应力消失，平板端面恢复到原来位置；如果加热温度较高，产生了塑性变形，即|Ԑ|>Ԑs，当温度恢复到原始状态会出现由于不均匀塑性变形，引起的残余应力，其符号方向与热应力符号大致相反，同时板条端面向内平移缩短，即为残余变形。