焊接结构复习习题

第一章焊接接头静载力学行为

1、内应力按照其分布的尺度范围可分为、和。

2、焊接热过程特点主要表现在三个方面：、和高的。

3、纵向残余应力σx分布的一般规律是：焊缝及附近的区域为，远离焊缝拉应力迅速下降，随后出现。

4、焊接残余收缩变形主要表现在两个方面和。

5、焊接接头的基本形式有：、、和。

6、造成焊接结构脆断的原因是多方面的：主要是，和制造工艺及等。

7、为了防止结构发生脆性破坏相应地有两种设计原则：一为原则，二为原则。

8、在进行多层焊时，如果在先焊的焊道中产生了，则在后续的焊道焊接过程中，有可能在这些缺陷处产生，使焊接结构的。

9、对于大型焊接结构，在满足结构的使用条件下，应当尽量减小，以降低和的影响。

10、、或等，都会使构件中出现应力集中，降低了构件的疲劳强度。

11、大部分疲劳破坏的断口都有一些共同的特征。一般都有二个区域，分别为和。

1、和是形成各种焊接裂纹的重要因素，又是造成焊接接头热应变脆化的根源，并且影响结构的。

2、合理的接头构造不但使结构在服役时，不产生高的，而且在工艺上，便于焊接；不仅保证结构，同时在经济上也省时省料。

3、内应力按照其分布的尺度范围可分为、和。

4、横向残余应力的形成机理较纵向残余应力复杂，它由两个组成部分组成；一个是由焊缝及附近塑性区的，用σy’表示；另一个是由焊缝及附近塑性区的不同时引起，用σy”表示。

5、焊接接头的基本形式有：、、和。

6、按照断裂前塑性变形大小，将断裂分为和两种。

7、通过断裂力学的研究，我们知道加大板厚将使其，断裂将从塑性向，并由向平面应变状态转变。

8、为了防止结构发生脆性破坏相应地有两种设计原则：一为，二为。

9、结构发生脆断时，材料中的比材料的和都小很多，是一种的破坏。

10、对一定的钢种和一定的焊接方法而言，热影响区的金相组织主要取决于，即取决于焊接热输入。因此，合理的选择对防止结构极为重要。

四．分析下列问题

1.焊接时为什么会产生内应力和变形？焊接内应力与焊接变形之间一般有什么关系？

答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用；

2）热塑冷缩的原理；

3）拘束使变形减小内应力增加。

1．根据普通厚度平板对接熔化焊加热条件，分析焊接过程产生内应力和变形的原因？并说明一般低碳钢平板对接熔化焊，焊接残余应力峰值大小和截面上的分布规律？（和第一题类似但是都考得这道题，出现概率极大）

答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用；4分

2）热塑--冷缩的原理；4分

3）焊缝及附近为拉应力，中心峰值达到材料的屈服极限，距焊缝较远的两侧为分布范围较宽峰值较低的压应力。4分

2.由断口特征怎样鉴别延性断裂；脆性断裂和疲劳断裂？

答题要点：1）宏观特征塑变状态断口显示；

2）微观特征韧窝解理年轮线；

3）指出对应的断裂形式。

3.试分析焊接残余应力对接头静载强度的影响？

答题要点：1)纵向残余应力在截面上的分布; 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.分析说明焊接残余应力对结构静载强度的影响。

答题要点：1) 纵向残余应力在截面上的分布; 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

5.利用应力集中概念，分析焊接接头中产生工作应力不均匀的原因（概率大）

答题要点：1) 应力集中的概念; 2分

2) 焊接缺陷原因; 3分

3) 焊缝外形原因; 2分

4）不合理的接头设计；3分

6.试分析焊接接头应力集中对接头静载强度的影响？

答题要点：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.利用“热塑冷缩”原理分析低碳钢中厚板焊接产生内应力和变形基本原因。

答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用；

2）热塑--冷缩的原理；

3）拘束使变形减小内应力增加。

8.焊接接头有几种，比较分析各种接头工作应力分布特点和性能。

答题要点：1）四种接头的集合特征；

2）各接头应力集中程度；

3）承载性能。

9.焊接时为什么会产生内应力和变形？焊接内应力与焊接变形之间一般有什么关系？

答题要点：1）焊接不均匀温度场的作用；3分

2）热塑--冷缩的原理；4分

3）拘束使变形减小内应力增加。3分

10．根据图示框结构分析说明中心焊接柱及两侧柱上的焊后内应力状态，并绘出内应力分布示意图。

答题要点：

1）焊接中心柱无结构拘束下的自由状态热塑--冷缩焊后内应力分析；2分

2）在两侧柱拘束下焊接中心柱热塑--冷缩后内应力分析；2分

3）结构拘束下焊接中心柱焊后合成内应力分析；3分

4）内应力分布示意图。5分

第二章焊接变形和应力

3.长板条中心加热、边缘加热时，残余应力、温度应力的分布情况？

答：

中心加热时：板条中心部分的应变为负值，为压应变，这一区域为压应力，板条两侧的应变为正值，为拉应变，即产生拉应力。若T>250时，中心部位会产生塑性变形，停止加热使板条恢复到初始温度，并允许自由收缩时，最终板条会缩短，缩短量为残余变形量，从而形成中心受拉，两边受压的残余应力分布。

1.焊接结构的优缺点有哪些？

答：优点：

①接接头强度高；

②②焊接结构设计灵活性大；

③③焊接接头密封性好；

④④焊前准备工作简单；

⑤⑤易于结构的变更和改型；

⑥⑥焊接结构的成品率高。

缺点：

②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.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？

答：

⑴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。

⑵长板条边缘加热：