焊接结构习题.doc

“焊接结构”课程思考题

第一章

1.简述构件焊接性的含义，哪些因素影响构件焊接性？

2.比较电弧焊（MIG）与电阻焊（点焊）过程中产热机构、散热机构和热量传递方式方面的

差异。

3.哪些因素会影响MIG过程产热及散热？

4.举例说明焊接结构过程中涉及到几种热量传递方式。

5.比较交流TIG焊与电阻焊的有效热功率的差异。

6.请给出描述焊接熔池的三维数学模型（控制方程组及边界、体积力初始条件）

7.如何理解焊接熔池流场计算模型中控制方程组得以成立的物理基础

8.焊接热源有几种简化方式？其适用条件如何（举例说明）

9.热源空间尺寸的简化会造成何种偏差？其使用范围如何？

10.给出高斯分布热源的表达式，并说明式中各参数的含义及确定方法。

11.证明瞬时点热源作用于半无限体时，温度场T=Qexp(-R2/4at)/cρ(4πat)3/2的正确性。

12.瞬时点热源作用于半无限体t=0时，热源作用点的温度为多少？为什么？

13.说明瞬时点热源、线热源及面热源作用时的温度场特征及彼此的差异。

14.薄板上A热源作用5秒钟后，B热源开始作用，B热源作用5秒钟后，A热源停止作用。

求板上任一点P在A热源开始作用15秒钟后的温度表达式。

15.移动点热源作用下，构件上哪点的温度与热源移动速度无关？

16.快速移动热源作用下的温度场有何特征，为什么？

17.高斯热源作用于厚板上的温度场表达式。分析其与线热源和面热源的关系？

18.什么是热饱和？热饱和时间的含义是什么？如何确定？

19.什么是温度均匀化？温度均匀化时间的含义是什么？如何确定？

20.什么是焊接热循环？描述焊接热循环的参数有哪些？

21.请在典型焊接热循环曲线上标出各热循环参数并解释其意义。

22.如何计算快速移动点热源作用下的热循环最高温度？

23.在20mm厚的钢板上堆焊焊道已知热源功率q=1000卡/秒，移动速度V=1mm/秒，热物理

系数：λ=0.1卡/厘米秒℃，Cρ=1.0卡/cm ,a=0.1cm2/秒。计算沿纵向平面XOY，位置在上表面和下表面上并在热源后方20mm处的A点和B点的极限状态温度。以及在热

源正下方C点的温度。（A点坐标：x=-20mm, y=0, z=0; B点坐标：x=-20mm, y=o, z=20mm;

c点坐标：x=0, y=0, z=20mm）

24.如何计算快速移动线热源作用下的最高温度？

25.巨型钢件表面堆焊，电流I=200A，电弧电压V=20v, 电弧移动温度V=2mm/s ,求最高温度

为500℃处离堆焊轴线的距离，（η=0.75）

26.如何计算相变温度以上的停留时间？

27.比较长段多层焊与短段多层焊的特点和使用范围。

28.对15mm厚的14MnMoNbB钢采用手工短段多层对接焊。已知：M s=400℃,

λ=0.4J/cm••s•℃, cρ=5.25J/cm3•℃,T0=25℃,用φ4的结857焊条，I=200A,

U=25V,γ=0.2cm/s,η=0.7,求合适的焊缝长度。

29.分析：明弧、埋弧和潜弧焊时哪种热效率高？

30.分析熔化极和非熔化极焊接哪种的热效率高。

31.焊条上的电阻加热如何计算？

32.焊条上的电弧加热升温如何计算？

33.焊丝上的温度分布如何计算？

34.一电弧作固定用于一巨型工件表面，电弧电压U=30V,焊接电流I=300A热效率η=0.7，λ

=0.42J/cm•s•℃，cρ=5.25J/cm3•℃，不考虑表面散热，电弧加热10秒后熄灭，求电弧中心点在开始加热5秒、10秒、20秒时的温度。

35.简述传热学的定律（傅立叶定律、牛顿定律和波尔兹曼定律）都描述哪类传热现象？

36.被焊构件的几何尺寸如何简化，其分别对应于哪种类型的焊接过程？

37.瞬时点、线、面热源，在其它条件相同时，哪种热源作用后的温度下降更快？

38.举例说明迭加原理在焊接热过程计算中的应用。

第二章、第三章

1.焊接结构与铆接结构相比有什么特点？

2.内应力的分类（作用范围划分）、温度应力产生原因。

3.自由变形、外观变形和内部变形的区别。

4.简述长板条中心加热条件下的变形及应力产生分布情况。

5.长板条中心加热—冷却后残余应力的产生机理（过程）

6.长板条一侧加热—冷却后，残余应力的产生及分布情况。

7.长板条一侧加热时变形及应力的演变过程。

8.以低碳钢平板条中心焊接为例说明焊接温度场与对应高温时的应力分布情况。

9.说明受拘束体在热循环中应力与变形的演变过程。（以低碳钢为例）分三种情况

10.以低碳钢为例说明焊接应力与变形的演变过程。（P59，图3-14）

11.金属在从高温到低温变化中产生裂纹的条件。

12.说明金属材料“脆性温度区”的含义，它与产生焊接裂纹的内在关系。

13.焊接残余变形有哪些种类？

14.圆球容器焊接结构及两块厚度不同钢板的搭接接头，受载时产生附加应力的原因。

15.多层焊与单层焊对纵向变形的影响有何不同？

16.先焊焊缝和后焊焊缝的横向变形有什么不同？

17.横向收缩在焊缝长度上的分布规律及原因

18.对接接头横向收缩产生的过程

19.对接接头横向收缩在有间隙焊和无间隙焊时有什么不同？

20.平板对接时横向收缩量与什么因素有关？

21.角变形产生的原因

22.说明平板对接接头角变形分布规律及原因。

23.采用X型或双U型坡口时，怎样采取合理焊接顺序降低角变形？

24.波浪变形在什么条件下产生？如何降低？

25.焊接错边变形产生的条件是什么？

26.扭曲变形（螺旋形变形）产生的原因。

27.预防焊接变形的措施有哪些？

28.如何从设计上预防焊接变形？（举例说明）

29.举例说明如何从工艺上预防焊接变形。

30.矫正焊接变形的方法有哪些？

31.举例说明如何选择合适的焊接次序用以控制焊接变形？

32.说明平板对接对纵向焊接残余应力的分布规律？

33.圆筒环焊缝与平板直焊缝的纵向残余应力大小有什么不同？

34.说明横向焊接应力产生的原因及分布规律？

35.焊接顺序对横向残余应力分布有何影响？

36.厚板焊接时沿厚度上三个方向应力分布规律如何？

37.拘束条件下焊接应力分布规律。