焊接結(jié)構(gòu).doc

1、 焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么？答：1）焊接接頭強(qiáng)度高；2）焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性大；3）焊接接頭密封性好；4）焊前準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單；5）易于結(jié)構(gòu)的變更和改形；6）焊接結(jié)構(gòu)的成品率高；7）存在較大的焊接應(yīng)力和變形；8）對(duì)應(yīng)力集中敏感；9）焊接接頭的性能不均勻。2、構(gòu)件焊接性包含哪幾個(gè)方面？ 答：構(gòu)件焊接性包含以下幾個(gè)方面：材料的焊接適應(yīng)性、設(shè)計(jì)的焊接可靠性、制造的焊接可行性。3、 構(gòu)件焊接性的因素可分為哪幾個(gè)方面？答：可分為與材料有關(guān)的因素、與設(shè)計(jì)有關(guān)的因素、與制造有關(guān)的因素三個(gè)方面。4、 焊接熱過(guò)程的復(fù)雜性主要表現(xiàn)在哪些方面？答：主要表現(xiàn)在：1）焊接熱過(guò)程的局部性和不均勻性； 2）焊接熱過(guò)程的瞬時(shí)性（非穩(wěn)態(tài)性）； 3）焊接熱源的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。5、什么是內(nèi)應(yīng)力？什么是熱應(yīng)力？ 答：內(nèi)應(yīng)力：在沒(méi)有外力的條件下平衡于物體內(nèi)部的應(yīng)力； 熱應(yīng)力：當(dāng)構(gòu)件受熱不均勻時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的平衡于構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力。6、 當(dāng)金屬物體的溫度發(fā)生變換或發(fā)生相變時(shí)，它的形狀和尺寸就要發(fā)生變化。如果這種變化沒(méi)有受到外界的任何阻礙而自由進(jìn)行，這種變形稱(chēng)為自由變形。自由變形的大小稱(chēng)為自由變形量；單位長(zhǎng)度上的自由變形量稱(chēng)為自由變形率。當(dāng)桿件的伸長(zhǎng)受阻礙，使其不能完全自由變形時(shí)，變形量只能部分表現(xiàn)出來(lái)，則將所表現(xiàn)出來(lái)的部分變形稱(chēng)為外觀變形或可見(jiàn)變形；外觀變形的大小稱(chēng)為外觀變形量；單位長(zhǎng)度上的外觀變形量稱(chēng)為外觀變形率。而未表現(xiàn)出來(lái)的那部分變形，稱(chēng)為內(nèi)部變形；內(nèi)部變形的大小稱(chēng)為內(nèi)部變形量；單位長(zhǎng)度上的內(nèi)部變形量稱(chēng)為內(nèi)部變形率。7、 焊接的殘余應(yīng)力分為哪幾類(lèi)？答：縱向殘余應(yīng)力、橫向殘余應(yīng)力、厚度方向上的殘余應(yīng)力、拘束狀態(tài)下焊接的內(nèi)應(yīng)力、封閉焊縫引起的內(nèi)應(yīng)力、相變應(yīng)力。8、 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(cuò)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）。9、焊接殘余應(yīng)力與變形的調(diào)整與控制有哪些措施？ 答：（1）調(diào)控焊接應(yīng)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(yīng)遵循的原則是：盡可能使焊縫長(zhǎng)度最短； 盡可能使板厚??； 盡可能使焊腳尺寸??； 斷續(xù)焊縫和連續(xù)焊縫相比，優(yōu)先選擇斷續(xù)焊縫； 角焊縫與對(duì)接焊縫相比，優(yōu)先選擇對(duì)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(dāng)?shù)匕才爬甙宓奈恢?，可以減少焊縫，提高肋板加固的效果4） 采用壓形板來(lái)提高平板的剛性和穩(wěn)定性，也可以減少焊接量和減少變形。5） 聯(lián)系焊縫可采用斷續(xù)焊縫的形式以降低熱輸入總量，并且盡量把工作焊縫變?yōu)槁?lián)系焊縫6） 預(yù)變形法或反變形法也是要優(yōu)先考慮的重要措施之一 （2）焊后調(diào)控焊接殘余應(yīng)力與變形的措施： 1）機(jī)械方法； 2）加熱方法。 （3）隨焊調(diào)控焊接應(yīng)力與變形的措施： 1）剛性固定法；2）減小焊縫的熱輸入3）合理安排裝配焊接的順序4）預(yù)拉伸法5）焊時(shí)溫差拉伸法6）隨焊激冷法7）隨焊碾壓法8）隨焊錘擊法9）隨焊沖擊碾壓法 P130-圖4-2影響焊接接頭性能的主要因素? 焊縫金屬（缺陷）:咬邊、裂紋、未焊透、氣孔、夾渣 熱影響區(qū):裂紋、脆化10、什么是焊接接頭？ 答：熔焊焊接接頭是在高溫移動(dòng)熱源局部加熱、快速冷卻條件下形成的，接頭一般可分 焊縫金屬、熔合區(qū)、熱影響區(qū)和母材四個(gè)組成部分。11、坡口形式有哪幾種？選擇坡口形式時(shí)通常要考慮哪幾個(gè)方面？ 答：坡口形式有：卷邊、平對(duì)、V形、U形、X形、K形等。 選擇坡口形式時(shí)通常要考慮：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）減小或控制焊接變形。12、最理想的坡口形式時(shí)什么？為什么？ 答：最理想的坡口形式是U形坡口； 因?yàn)橥群穸认耈形坡口需要的填充金屬量少，節(jié)省母材和焊材，并且在同種焊 接方法的情況下，其熱輸入量最小。13、接頭形式有哪幾種？最理想的接頭形式是什么？為什么？ 答：接頭形式有對(duì)接接頭、搭接接頭、角接接頭、“丁”“十”字接頭。其中，最理想的 接頭形式是對(duì)接接頭。因?yàn)椋?）對(duì)接接頭的焊后殘余應(yīng)力較??； 2）對(duì)接接頭的焊接變形量較??； 3）對(duì)接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)較小； 4）在工作過(guò)程中對(duì)接接頭所受的應(yīng)力狀態(tài)較好。14、什么是應(yīng)力集中及應(yīng)力集中系數(shù)？造成應(yīng)力集中的原因是什么？ 答：所謂應(yīng)力集中，是指接頭局部區(qū)域的最大應(yīng)力值（max）比平均應(yīng)力值（av） 高的現(xiàn)象。而應(yīng)力集中的大小常以應(yīng)力集中系數(shù)KT表示，即：KT=max /av， （式中，max為截面中最大應(yīng)力值；av為截面中平均應(yīng)力值。） 造成應(yīng)力集中的原因主要有：1）焊縫中存在工藝缺陷； 2）焊縫外形不合理； 3）焊接接頭設(shè)計(jì)不合理。15、材料發(fā)生脆性斷裂時(shí)有什么特點(diǎn)？答：1）脆性斷裂一般都在應(yīng)力不高于結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)力和沒(méi)有顯著地塑性變形的情況下發(fā)生，不易事先發(fā)現(xiàn)和預(yù)防，因此往往造成人身傷亡和財(cái)產(chǎn)的巨大損失，所以通常稱(chēng)這類(lèi)破壞為低應(yīng)力脆性破； 2）塑性材料也發(fā)生脆性破壞； 3）脆性斷裂總是有構(gòu)件內(nèi)部存在宏觀尺寸（0.1mm以上）的裂紋源擴(kuò)展引起的。這種宏觀裂紋源可能是在制造過(guò)程或使用過(guò)程中產(chǎn)生的；4）裂紋源一旦超過(guò)某個(gè)臨界尺寸，裂紋將以極高的速度擴(kuò)展，并順勢(shì)擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)整體，直到斷裂，具有突然破壞的性質(zhì)；5）中、低強(qiáng)度鋼的脆性斷裂事故，一般發(fā)生在較低的溫度，而高強(qiáng)度材料沒(méi)有明顯的溫度效應(yīng)16、影響金屬脆性斷裂的主要因素有哪些？ 答：1）應(yīng)力狀態(tài)的影響：?jiǎn)屋S拉伸最好，雙軸拉伸次之，三軸拉伸最差；2）溫度的影響：溫度越低越易發(fā)生脆斷，溫度越高越不易發(fā)生脆斷，就材料自身而言，其脆性轉(zhuǎn)變溫度越低越好；3）加載速度的影響：加載速率越快越易發(fā)生脆斷，加載速率越慢越不易發(fā)生脆斷；4）材料狀態(tài)的影響：厚度的影響：厚度越厚越易脆斷，厚度越薄越不易脆斷：a、后半在缺口處容易形成三軸拉應(yīng)力；b、冶金因素：生產(chǎn)薄板時(shí)壓延量大，軋制溫度較低，組織細(xì)密；相反，后半軋制次數(shù)少，終軋溫度較高，組織疏松，內(nèi)外層均勻性叫差；晶粒度的影響：晶粒越細(xì)，其轉(zhuǎn)變溫度越低，越不易發(fā)生脆斷；化學(xué)成分的影響：C、N、O、H、S、P增加鋼的脆性，Mn、Ni、Cr、V有助于減少鋼的脆性。17、什么是NDP、FTE、FTP？它們之間的溫差是多少？ 答：在平裂和凹裂情況之間存在著一臨界溫度，低于該臨界溫度，材料發(fā)生平裂， 高于它發(fā)生凹裂，此溫度有稱(chēng)為無(wú)延性轉(zhuǎn)變溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)NDP。在凹裂與凹陷和局部斷裂情況之間也存在著一個(gè)彈性斷裂轉(zhuǎn)變溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)FTE。在凹陷和局部斷裂與膨脹撕裂情況之間也存在一個(gè)延性轉(zhuǎn)變溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)FTP。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：NDP比FTE小30，F(xiàn)TE比FTP小30。18、防止結(jié)構(gòu)脆性斷裂的設(shè)計(jì)原則是什么？答：有兩種：一為防止斷裂引發(fā)原則；二為止裂原則。前者要求結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)具 有一定的抗開(kāi)裂性能；后者要求一旦裂紋產(chǎn)生，材料應(yīng)具有將其止住的能力， 即止裂性能。顯然前者更重要。19、Ti和Ta指什么？抗開(kāi)裂性能試驗(yàn)主要測(cè)哪個(gè)？其主要有哪些試驗(yàn)？止裂試驗(yàn)主要測(cè)哪個(gè)？其主要有哪些試驗(yàn)？答：對(duì)一種材料來(lái)說(shuō)有一個(gè)引發(fā)臨界溫度Ti，在此溫度之上不可能發(fā)生脆性斷裂； 止裂也有一個(gè)臨界溫度Ta，在此溫度以上脆性斷裂裂紋可以被止住。 抗開(kāi)裂性能試驗(yàn)主要測(cè)Ti，有： 1）韋爾斯寬板拉伸試驗(yàn)； 2）斷裂韌度試驗(yàn)（也叫COD試驗(yàn)）； 3）尼伯林克試驗(yàn)。 止裂試驗(yàn)主要測(cè)Ta，有： 1）羅伯遜止裂試驗(yàn)； 2）雙重拉伸試驗(yàn)。20、預(yù)防結(jié)構(gòu)脆性斷裂的措施有哪些？答：1）正確選用材料：按照缺口韌性和試驗(yàn)檢驗(yàn)材料；用斷裂韌度評(píng)定材料。 2）采用合理的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：盡量減少結(jié)構(gòu)或焊接接頭部位的應(yīng)力集中； 減小結(jié)構(gòu)的剛度，降低應(yīng)力集中和附加應(yīng)力 的影響； 不采用過(guò)厚的截面； 重視附件或不受力焊縫的設(shè)計(jì)； 減小或消除焊接殘余拉伸應(yīng)力的不利影響。 3）用斷裂力學(xué)方法評(píng)定結(jié)構(gòu)安全性。21、疲勞斷裂由哪三個(gè)階段組成？答：1）在應(yīng)力集中處產(chǎn)生初始疲勞裂紋裂紋萌生； 2）裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展； 3）失穩(wěn)斷裂。22、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的一般原則是什么？答：1）承受拉伸、彎曲、和扭轉(zhuǎn)的構(gòu)件應(yīng)采用長(zhǎng)而圓滑的過(guò)渡結(jié)構(gòu)以減少剛度的 突然變化； 2）優(yōu)先選用對(duì)接焊縫、單邊V形焊縫和K形焊縫，盡可能不用角焊縫； 3）采用角焊縫時(shí)最好用雙面焊縫，避免使用單面焊縫； 4）采用帶有搭接板（蓋板）的搭接接頭和彎搭接接頭，盡可能不用偏心搭接； 5）使焊縫（特別是焊趾、焊縫根部和焊縫端部）位于低應(yīng)力區(qū)（例如彎曲時(shí) 的中性帶、承受小彎矩的區(qū)域、孔邊緣上使缺口應(yīng)力為零的地方、過(guò)渡段 和轉(zhuǎn)角以外的部位）使缺口效應(yīng)分散而避免其疊加；6） 在焊趾缺口、焊縫根部缺口和焊縫端部缺口之前或之后（處于力流之中）設(shè)置一些緩沖缺口以消除或降低上述缺口部位的應(yīng)力；7） 承受橫向彎曲的構(gòu)件應(yīng)縮短支撐間距以減小彎矩；8） 橫向力應(yīng)作用于剪切中心之上以減小扭矩；9） 承受拉伸與彎曲的構(gòu)件如需加強(qiáng)，則加強(qiáng)件長(zhǎng)度應(yīng)小，以減小加強(qiáng)件對(duì)于構(gòu)件變形的拘束；10）承受扭轉(zhuǎn)的構(gòu)件，為避免橫截面翹曲受阻可采用切除翼緣端部、翼緣端斜接等形式以及采用橫截面不產(chǎn)生翹曲的型材；11） 使焊縫能包圍較大的面積或局部增加構(gòu)件壁厚以減輕外力作用于薄壁構(gòu)件上時(shí)引起的局部彎曲；12）在薄板范圍內(nèi)合理布置焊縫以減輕彎曲變形；13）避免能擾亂力流的開(kāi)口（或切口），但與力流垂直的加勁肋板角部應(yīng)切除（加勁肋板切角）；14）在特別危險(xiǎn)的部位以螺栓接頭或鉚接接頭、鍛造連接件或鑄造連接件代替焊接接頭（尤其當(dāng)這樣做更便于裝配時(shí)）；15）消除能引腐蝕的根部間隙。23、提高疲勞強(qiáng)度的工藝措施有哪些？答：1）降低應(yīng)力集中：采用合理的結(jié)構(gòu)形式； 盡量采用應(yīng)力集中系數(shù)小的焊接接頭形式； 當(dāng)采用角焊縫時(shí)，須采取綜合措施； 開(kāi)緩和槽使力線(xiàn)繞開(kāi)焊縫的應(yīng)力集中處； 用表面接卸加工的方法，消除焊縫及其附件的各種刻槽； 采用適當(dāng)?shù)暮附臃椒ā?2）調(diào)整殘余應(yīng)力場(chǎng)：整體處理；局部加熱處理；預(yù)先超載法。 3）改善材料的表面性能，采用表面強(qiáng)化處理； 4）特殊保護(hù)措施。1. 什么是焊接結(jié)構(gòu)?它有何優(yōu)缺點(diǎn)?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(chēng)就叫焊接結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：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(diǎn)：1.應(yīng)力集中變化范圍大2.有較大的應(yīng)力和變形3.有較大的性能不均勻性，且對(duì)材料敏感4.焊接接頭的整體性導(dǎo)致止裂困難5.焊接接頭缺陷難以避免,具有隱蔽性。第二章 焊接應(yīng)力與變形1. 何謂內(nèi)應(yīng)力？?jī)?nèi)應(yīng)力有何性質(zhì)及推論？答：在沒(méi)有外載荷作用時(shí)，平衡于物體內(nèi)部的應(yīng)力叫內(nèi)應(yīng)力。性質(zhì)：自身平衡，不穩(wěn)定性推論：內(nèi)應(yīng)力的波形圖至少應(yīng)該是三波形的，因?yàn)閱尾ㄐ?，兩波形都不能滿(mǎn)足合力為零，合力矩為零。2. 內(nèi)應(yīng)力的分類(lèi)？熱應(yīng)力和組織應(yīng)力概念。答：按內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的原因來(lái)分：有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力。焊接應(yīng)力的平衡范圍較大，屬于宏觀內(nèi)應(yīng)力。熱應(yīng)力：也叫溫度應(yīng)力，是由于構(gòu)件受熱不均勻而引起的應(yīng)力。組織應(yīng)力：金屬冷卻時(shí)，在剛性恢復(fù)溫度之下產(chǎn)生相變導(dǎo)致體積變化而引起的應(yīng)力叫組織應(yīng)力。（對(duì)于低碳鋼，剛性恢復(fù)溫度是600度，而它的奧氏體轉(zhuǎn)變溫度是600700度之間，600度以下沒(méi)有相變發(fā)生，所以低碳鋼不存在組織應(yīng)力）按內(nèi)應(yīng)力平衡的范圍分第一，二，三類(lèi)內(nèi)應(yīng)力。按內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的時(shí)間來(lái)分：有瞬時(shí)應(yīng)力和殘余應(yīng)力1. 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勻加熱的模型理解焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因？答：1.自由應(yīng)變T：當(dāng)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(méi)有受到外界的任何阻礙而自由地進(jìn)行，這種變形稱(chēng)之為自由變形。如果增加一個(gè)一個(gè)約束條件，自由應(yīng)變T 就不能完全表現(xiàn)出來(lái)，表現(xiàn)出來(lái)的部分為外觀應(yīng)變e，而未表現(xiàn)出來(lái)的部分就叫內(nèi)部應(yīng)變。（彈性?xún)?nèi)部應(yīng)變S和塑性?xún)?nèi)部應(yīng)變p）在溫度恢復(fù)到T0 之后，塑性?xún)?nèi)部應(yīng)變將保留下來(lái)，這樣原桿件將縮短p 。三等分板條的力學(xué)模型: 如果中間部分的溫度上升小，出現(xiàn)的不可見(jiàn)變形處于彈性范圍內(nèi)，當(dāng)溫度恢復(fù)到原始狀態(tài)，則剛才出現(xiàn)的應(yīng)力和變形都會(huì)消失,不會(huì)有殘余應(yīng)力和變形出現(xiàn). 如果中間部分的溫度上升大，溫度恢復(fù)后，中間部分受拉應(yīng)力而兩側(cè)部分則受壓應(yīng)力。2. 研究焊接應(yīng)力與變形的基本假設(shè)。答：1.熱物理性能的簡(jiǎn)化:設(shè)材料的熱物理參數(shù)不隨溫度變化 2.在500度以下屈服極限s為常量，500600之間，線(xiàn)性下降到.大于600度認(rèn)為材料喪失彈性。3.平截面假設(shè):構(gòu)件的某截面在加熱前是平面，那么加熱變形后仍然保持平面。1. 焊縫的縱向收縮和橫向收縮是以焊縫為參照系的,而與焊件的縱橫無(wú)關(guān)。2. 各種焊接變形（收縮變形，彎曲變形，角變形、波浪變形、焊接錯(cuò)邊、扭曲變形）的產(chǎn)生原因，影響因素和控制措施。答：縱向收縮變形：不均勻加熱壓縮塑性變形相當(dāng)于力縮短力偏離構(gòu)件中心彎曲影響縱向變形的因素（6點(diǎn)）：多層焊的焊接縱向變形比單層焊小,間斷焊的縱向收縮變形比連續(xù)焊小(與線(xiàn)能量有關(guān));構(gòu)件中心與焊縫中心距離大的，彎曲變形也大，因?yàn)榫嚯x大，促使焊件變形的力的力矩也越大。橫向收縮變形: 1.堆焊原因：加熱不同時(shí) 前后各點(diǎn)溫度不同 膨脹受阻 壓縮塑變 橫向收縮影響因素：線(xiàn)能量q，板厚：板厚增加，使得板的剛度增加抵抗變形的能力增加。橫向變形沿焊縫長(zhǎng)度上的分布是不均勻的，沿著焊接方向從小到大逐漸增長(zhǎng)，到一定長(zhǎng)度后趨于穩(wěn)定，因?yàn)橄群傅暮缚p的橫向收縮對(duì)后焊的焊縫產(chǎn)生一個(gè)擠壓作用，使后者產(chǎn)生一個(gè)更大的橫向壓縮變形。2.對(duì)接接頭：一方面：有間隙時(shí)：熱膨脹 間隙 橫向收縮無(wú)間隙時(shí)：熱膨脹 擠壓使厚度（冷卻后向外側(cè)膨脹的部分恢復(fù)，厚度方向的變形不可恢復(fù)）橫向收縮另一方面：焊縫的縱向收縮影響橫向變形，縱向變形 間隙 橫向收縮影響因素：坡口角度、間隙 橫向收縮 ，焊縫金屬量 橫向收縮，線(xiàn)能量 橫向收縮角變形原因：橫向收縮變形在厚度方向上的不均勻分布，正面的橫向收縮大，背面的橫向收縮小。影響因素：堆焊角變形隨線(xiàn)能量qn變化的關(guān)系是隨線(xiàn)能量qn的上升，角變形由小到大，達(dá)到峰值后又下降。角變形隨板厚的變化也如此。對(duì)接接頭影響角變形的主要因素是坡口角度、焊接層數(shù)以及焊縫截面形狀。坡口角度上下收縮差角變形，對(duì)于同樣的坡口形式多層焊比單層焊角變形大，焊接層數(shù)越多，角變形越大。用對(duì)稱(chēng)坡口如：X型坡口、雙U型坡口取代型坡口有利于減少角變。波浪變形：板架結(jié)構(gòu)焊后是否失穩(wěn)的判據(jù)為：（焊接殘余壓應(yīng)力） wcr （薄板的抗失穩(wěn)臨界壓應(yīng)力）降低焊接殘余壓應(yīng)力w的方法：采用小的焊接線(xiàn)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(yīng)力cr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(duì)薄板框架結(jié)構(gòu)很難做到焊后不失穩(wěn)，應(yīng)當(dāng)尋找一種新型來(lái)取代薄板框架結(jié)構(gòu)，這就是新型的壓筋結(jié)構(gòu)。焊接錯(cuò)邊：分為厚度上的錯(cuò)邊和縱向錯(cuò)邊原因：裝配不善，對(duì)接邊的熱不平衡，剛度不等。焊接錯(cuò)邊在長(zhǎng)焊縫上有逐步積累作用，所以一般不宜用直通焊焊長(zhǎng)焊縫，可采用跳焊、分段退焊；對(duì)于環(huán)形焊縫應(yīng)當(dāng)對(duì)稱(chēng)施焊，跳焊,而不是順著一個(gè)方向焊,以防錯(cuò)邊積累。螺旋形變形（扭曲變形）原因：角變形沿焊縫長(zhǎng)度方向分布不均勻以及工件的縱向錯(cuò)邊。措施：改變焊接順序和方向。將倆條相鄰的焊縫同時(shí)同方向焊接。1. 預(yù)防焊接變形的設(shè)計(jì)措施，工藝措施各有那些？答：設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)應(yīng)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(yīng)盡可能安排在接近結(jié)構(gòu)中和軸的地方，并盡可能對(duì)稱(chēng)于截面中和軸。工藝措施：（1）嚴(yán)格對(duì)加工裝配工序的要求（2）預(yù)留收縮余量（3）反變形法，事先估計(jì)好結(jié)構(gòu)變形的大小和方向然后在裝配時(shí)給一個(gè)相反方向的變形與焊接變形相抵消。（4）剛性固定法用來(lái)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(duì)于這樣一個(gè)不對(duì)稱(chēng)的工字型結(jié)構(gòu),如果用相同的焊接規(guī)范進(jìn)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(dāng)分層焊接，每層用小線(xiàn)能量,則有可能使上下繞曲變形相互抵消.(6) 合理地選擇裝配焊接順序1. 能分析不同的裝配焊接順序?qū)附幼冃蔚挠绊?。例：方案一先組合槽鋼 (A) 和若干隔板(B)，即先焊3縫，出現(xiàn)上繞f3：再組合（A+B）和C，先焊1縫，出現(xiàn)上繞f1；再焊2縫，出現(xiàn)上繞f2；總變形 ：f1+ f2+ f3方案二先組合A、C，即先焊1縫，出現(xiàn)上繞f1，不變；再組合（A+C）和B，先焊2縫，出現(xiàn)上繞f2，不變；再焊3縫，出現(xiàn)下繞f3；由于此時(shí)的中和軸與A、B組合時(shí)相比下移了，所以3縫的中心可能變到中和軸的上方，f3將成為下繞度。總變形 ：f1+ f2f3方案三先組合B、C，即先焊2縫，繞度f(wàn)2 = 0 ；此時(shí)焊縫中心和B、C的中性軸幾乎重合，所以產(chǎn)生的繞度很小，幾乎為0。再組合（B+C）和A，先焊1縫，出現(xiàn)上繞f1；再焊3縫，出現(xiàn)下繞f3；總變形 ：f1 f3 最小。1. 用機(jī)械和火焰矯正焊接變形的原理各是什么？答：機(jī)械矯正法是利用外力使構(gòu)件產(chǎn)生與焊接變形相反的變形，使兩者抵消（使那些縮短的部分拉長(zhǎng)）火焰矯正法是利用火焰局部加熱時(shí)產(chǎn)生的壓縮塑性變形使較長(zhǎng)部位的金屬縮短來(lái)達(dá)到矯正變形的目的。1. 縱向焊接殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn)及數(shù)值大小。1. 橫向焊接殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn)及與施焊方式的關(guān)系。答：分為兩個(gè)組成部分：一是由于焊縫及其附近的塑性變形區(qū)的縱向收縮引起的，用y表示。存在著兩端部分為壓應(yīng)力，中間部分為拉應(yīng)力的橫向內(nèi)應(yīng)力。另一個(gè)是由焊縫及其附近的塑性變形區(qū)橫向收縮的不同時(shí)性引起的，用y表示。y與施焊的先后次序、方向、分段方法有關(guān)。雖然焊接的方向不同，y的分布不同，但只要掌握一點(diǎn)，就是焊接收尾的地方y(tǒng)一定是拉應(yīng)力。2. 殘余應(yīng)力對(duì)機(jī)械加工精度的影響，對(duì)受壓桿件穩(wěn)定性的影響？答：對(duì)機(jī)械加工精度會(huì)產(chǎn)生很大的影響：因?yàn)闄C(jī)械切削加工把一部分材料從工件上切去的同時(shí)，把原先在那里的焊接殘余應(yīng)力也一起去掉了，從而破壞了工件中原來(lái)的內(nèi)應(yīng)力的平衡，工件將出現(xiàn)變形使內(nèi)應(yīng)力達(dá)到新的平衡。要減小變形，提高加工精度，可以減小每次的加工量，分幾次加工，每次加工量遞減，這樣可以提高加工精度，但不能徹底消除焊接應(yīng)力對(duì)加工精度的影響。要想徹底消除焊接應(yīng)力對(duì)加工精度的影響，只能先消除焊接殘余應(yīng)力然后再進(jìn)行機(jī)械加工。對(duì)受壓桿件穩(wěn)定性的影響：降低了桿件的抗失穩(wěn)能力，且影響壓桿穩(wěn)定的主要是殘余應(yīng)力中的壓應(yīng)力區(qū)。1. 殘余應(yīng)力對(duì)靜載強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性的影響。答：焊接殘余應(yīng)力對(duì)塑性材料的靜載強(qiáng)度沒(méi)有影響，而對(duì)尺寸穩(wěn)定性卻有很大影響。因?yàn)橐箻?gòu)件全面屈服,不管有無(wú)殘余應(yīng)力需要的外載荷都是一樣的。對(duì)脆性材料，焊接殘余應(yīng)力降低其靜載強(qiáng)度。1. 在焊后的加卸載過(guò)程中，焊接殘余應(yīng)力及應(yīng)變的變化。答：結(jié)論一、焊接殘余應(yīng)力對(duì)塑性材料的靜載強(qiáng)度沒(méi)有影響.結(jié)論二: 焊接結(jié)構(gòu)焊后經(jīng)過(guò)一個(gè)加卸載循環(huán),結(jié)構(gòu)內(nèi)的焊接殘余應(yīng)力將減小到原來(lái)的( 1)倍 ,如果在該循環(huán)中，= 1的話(huà)，則可完全消除殘余應(yīng)力.結(jié)論三:焊接結(jié)構(gòu)焊后經(jīng)過(guò)一個(gè)加卸載循環(huán),結(jié)構(gòu)的尺寸將發(fā)生變化，出現(xiàn)了二次變形.1. 二次變形及其原理。1. 如何調(diào)節(jié)焊接殘余應(yīng)力？消除焊接殘余應(yīng)力的方法有那些？（教材P61）答：調(diào)節(jié)內(nèi)應(yīng)力的措施：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(shí)受力大的焊縫。（3）拼板時(shí)應(yīng)先焊錯(cuò)開(kāi)的短焊縫，再焊直通的長(zhǎng)焊縫。2.反變形3.錘擊或碾壓焊道4.加熱減應(yīng)法例：工字梁的對(duì)接：1、2兩縫對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是橫向焊縫，它的橫向收縮要比3縫的縱向收縮大，所以應(yīng)先焊收縮量大的1、2 縫。又面板上的1縫工作時(shí)受力較大，根據(jù)原則（2）應(yīng)先焊1縫，這樣在焊后面的2、3縫時(shí)它們的收縮能使1縫預(yù)先承受壓應(yīng)力，提高了結(jié)構(gòu)的承載能力。消除殘余應(yīng)力：1.整體高溫回火2.局部高溫回火3.機(jī)械拉伸法4.溫差拉伸法5.振動(dòng)法1. 什么叫加熱減應(yīng)法？它有何作用？答：在結(jié)構(gòu)的某些部位加熱，使它產(chǎn)生的熱膨脹帶動(dòng)焊接部位，產(chǎn)生一個(gè)與焊縫收縮方向相反的變形，在冷卻時(shí)加熱區(qū)的收縮和焊縫的收縮方向相同，使焊縫能自由的收縮，從而降低內(nèi)應(yīng)力。1. 焊接殘余應(yīng)力的測(cè)定方法有那些？答：焊接殘余應(yīng)力的測(cè)定方法按對(duì)結(jié)構(gòu)損壞的程度分為全破壞法、微破壞法和非破壞法。1. 各種接頭的型式及特點(diǎn)。那種接頭的受力是最好的？那種接頭的裝配要求最簡(jiǎn)單答：對(duì)接接頭：受力好，裝配要求高，加厚高越大應(yīng)力集中越大。搭接接頭：受力差，裝配要求簡(jiǎn)單。在搭接接頭中根據(jù)搭接角焊縫受力的方向可以將搭接角焊縫分為正面角焊縫、側(cè)面角焊縫和斜向角焊縫。丁字（十字）接頭：在焊縫跟部和趾部有較大的應(yīng)力集中，角減小應(yīng)力集中系數(shù)減小，焊角尺寸增大應(yīng)力集中系數(shù)也減小。角接頭，鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)與鉚焊聯(lián)合接頭1. 什么是焊接結(jié)構(gòu)?它有何優(yōu)缺點(diǎn)?所謂焊接結(jié)構(gòu)就是全焊結(jié)構(gòu)、鉚焊接構(gòu)、栓焊結(jié)構(gòu)3種結(jié)構(gòu)的總稱(chēng)。優(yōu)點(diǎn);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(diǎn)：1、應(yīng)力集中變化范圍大2、有較大的應(yīng)力和變形3、有較大的性能不均勻性，且對(duì)材料敏感4、焊接接頭的整體性導(dǎo)致止裂困難5、焊接接頭缺陷難以避免,具有隱蔽性，并且缺乏可靠的令人滿(mǎn)意的無(wú)損探傷方法。1. 利用三等份板條中間板均勻加熱的模型理解焊接應(yīng)力與變形產(chǎn)生的原因？2. 研究焊接應(yīng)力與變形的基本假設(shè)。共兩種;一個(gè)是熱物理性能的假設(shè)，另一個(gè)是屈服極限與溫度的假定關(guān)系。1. 縱向或橫向收縮是以什么為參照系的？（焊縫）1. 各種焊接變形（收縮變形，彎曲變形，角變形、波浪變形、焊接錯(cuò)邊、扭曲變形）的產(chǎn)生原因，影響因素和控制措施。a、縱向收縮變形產(chǎn)生機(jī)理：不均勻加熱壓縮塑性變形相當(dāng)于力縮短力偏離構(gòu)件中心彎曲影響縱向變形的因素：(1)線(xiàn)能量 （2）焊縫層數(shù)（3）預(yù)熱（4）間斷焊的縱向收縮變形比連續(xù)焊小, （5）熱膨脹系數(shù)大的變形也大,（6）構(gòu)件中心與焊縫中心距離大的，彎曲變形也大。b、橫向收縮變形1、堆焊（1）原因：加熱不同時(shí) 前后各點(diǎn)溫度不同 膨脹受阻 壓縮塑變 橫向收縮影響因素：線(xiàn)能量qn：qnB 板厚： B 2、對(duì)接接頭（1）原因一方面：焊接時(shí)隨熱源的移動(dòng)，焊件被加熱膨脹，使焊接間隙減小,單位厚度焊接線(xiàn)能量越大,熱膨脹越大,間隙變化也越大。冷卻過(guò)程中焊縫金屬由于很快凝固，隨后又恢復(fù)彈性，因此阻礙試件的焊接邊收縮到原來(lái)的位置，這樣冷卻后就產(chǎn)生了橫向收縮變形。有間隙時(shí)：熱膨脹 間隙 橫向收縮無(wú)間隙時(shí) ： 熱膨脹 擠壓使厚度 橫向收縮另一方面：焊縫的縱向收縮亦能影響橫向變形?？v向變形 間隙 橫向收縮影響因素：坡口形式：坡口角度、間隙 橫向收縮 焊縫金屬量 橫向收縮，一般地說(shuō)：線(xiàn)能量 橫向收縮c角變形 原因： 橫向收縮變形在厚度方向上的不均勻分布。影響因素：（1）堆焊： a）塑性變形區(qū)的大小及其沿厚度方向上的分布，b）板的剛度（厚度）板厚： 正反面塑性變形量的差值角變形剛度角變形線(xiàn)能量：qn 正反面塑性變形量的差值角變形qn 正反面塑性變形量的差值角變形（2）對(duì)接接頭對(duì)接接頭影響角變形的主要因素是坡口角度、焊接層數(shù)以及焊縫截面形狀。坡口角度上下收縮差角變形對(duì)于同樣的坡口形式多層焊比單層焊角變形大，焊接層數(shù)越多，角變形越大。用對(duì)稱(chēng)坡口如：X型坡口、雙U型坡口取代型坡口有利于減少角變形。最好是在垂直位置兩面同時(shí)施焊。d、波浪變形波浪變形是一種超出板面的失穩(wěn)變形是否失穩(wěn)的判據(jù)為：（焊接殘余壓應(yīng)力） wcr （薄板的抗失穩(wěn)臨界壓應(yīng)力）由上式可以看出，若想提高板架結(jié)構(gòu)的抗失穩(wěn)能力就必須降低焊接殘余壓應(yīng)力w，增大薄板的抗失穩(wěn)臨界壓應(yīng)力cr 降低焊接殘余壓應(yīng)力w的方法：1. 采用小的焊接線(xiàn)能量：2. 采用間斷焊3. 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(yīng)力cr的方法：1. 增加板厚：浪費(fèi)材料，經(jīng)濟(jì)性差。2. 增加骨架，減小骨架間距：浪費(fèi)材料，增加焊縫使得焊接殘余應(yīng)力增加。e、焊接錯(cuò)邊原因：裝配不善、對(duì)接邊的熱不平衡，剛度不等。焊接錯(cuò)邊在長(zhǎng)焊縫上有逐步積累作用，所以一般不宜用直通焊焊長(zhǎng)焊縫，可采用跳焊、分段退焊；對(duì)于環(huán)形焊縫應(yīng)當(dāng)對(duì)稱(chēng)施焊，跳焊,而不是順著一個(gè)方向焊,以防錯(cuò)邊積累。f、螺旋形變形（扭曲變形）原因：角變形沿焊縫長(zhǎng)度方向分布不均勻以及工件的縱向錯(cuò)邊。措施：改變焊接順序和方向。將兩條相鄰的焊縫同時(shí)同方向焊接。9能分析不同的裝配焊接順序?qū)附幼冃蔚挠绊?。?方案一、a）先組合A、B，即先焊3縫，出現(xiàn)上繞f3； b）再組合（A+B）和C，先焊1縫，出現(xiàn)上繞f1；再焊2縫，出現(xiàn)上繞f2；總變形 ：f1+ f2+ f3方案二、a）先組合A、C，即先焊1縫，出現(xiàn)上繞f1，不變； b）再組合（A+C）和B，先焊2縫，出現(xiàn)上繞f2，不變：再焊3縫，出現(xiàn)下繞f3；由于此時(shí)的中和軸與A、B組合時(shí)相比下移了，所以3縫的中心可能變到中和軸的上方，f3將成為下繞度。總變形 ：f1+ f2f3方案三、a）先組合B、C，即先焊2縫，繞度f(wàn)2 = 0 ；此時(shí)焊縫中心和B、C的中性軸幾乎重合，所以產(chǎn)生的繞度很小，幾乎為0。b）再組合（B+C）和A，先焊1縫，出現(xiàn)上繞f1；再焊3縫，出現(xiàn)下繞f3；總變形 ：f1 f3 最小10用機(jī)械和火焰矯正焊接變形的原理各是什么？答：機(jī)械矯正法是利用外力使構(gòu)件產(chǎn)生與焊接變形相反的變形，使兩者抵消。火焰矯正法是利用火焰局部加熱時(shí)產(chǎn)生的壓縮塑性變形使較長(zhǎng)部位的金屬縮短來(lái)達(dá)到矯正變形的目的。11縱向焊接殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn)及數(shù)值大小。答：分布特點(diǎn)：在試件中部穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，焊縫附近焊接殘余應(yīng)力是拉應(yīng)力，而且拉應(yīng)力的值往往達(dá)到屈服極限。在焊縫塑性區(qū)以外，焊接殘余應(yīng)力是壓應(yīng)力，其值與拉應(yīng)力相平衡。數(shù)值大小：在板的兩端由于拘束條件的改變，縱向應(yīng)力不同于中部穩(wěn)定區(qū)，而是比中部低，越接近端面越低，到端面處等于零，板條較短時(shí)就不存在中部穩(wěn)定區(qū)，焊縫上的x可能小于s。12橫向焊接殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn)及與施焊方式的關(guān)系。答：橫向應(yīng)力y是垂直于焊縫方向的焊接應(yīng)力，可分為兩個(gè)組成部分：（1）是由于焊縫及其附近的塑性變形區(qū)的縱向收縮引起的，用y表示。（2）是由焊縫及其附近的塑性變形區(qū)橫向收縮的不同時(shí)性引起的，用y表示。由于y與施焊的先后次序、方向、分段方法有關(guān)，所以對(duì)焊道施焊的方法不同，y的分布也不同，如：直通焊、由中間向兩端焊、分段退焊等。雖然焊接的方向不同，y的分布不同，但只要掌握一點(diǎn)，就是焊接收尾的地方y(tǒng)一定是拉應(yīng)力。橫向應(yīng)力的兩個(gè)組成部分y和y是同時(shí)存在的，最終的橫向應(yīng)力是它們兩者的合成，即：y=y+y。13殘余應(yīng)力對(duì)機(jī)械加工精度的影響，對(duì)受壓桿件穩(wěn)定性的影響？答：（1）、對(duì)機(jī)械加工精度的影響。經(jīng)過(guò)焊接工藝制造的零部件如果要進(jìn)行機(jī)械加工的話(huà)，那么焊接過(guò)程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力對(duì)機(jī)械加工精度會(huì)產(chǎn)生很大的影響，這是因?yàn)闄C(jī)械切削加工把一部分材料從工件上切去的同時(shí)，把原先在那里的焊接殘余應(yīng)力也一起去掉了，從而破壞了工件中原來(lái)的內(nèi)應(yīng)力的平衡，在這個(gè)不平衡的內(nèi)應(yīng)力的破壞下，工件將出現(xiàn)變形在變形的同時(shí)，使內(nèi)應(yīng)力達(dá)到新的平衡。（2）對(duì)壓桿件穩(wěn)定性的影響。由材料力學(xué)基本理論可知，壓桿失穩(wěn)的臨界應(yīng)力cr與長(zhǎng)細(xì)比成反比。對(duì)于受壓的焊接桿件來(lái)說(shuō)，殘余應(yīng)力中的壓應(yīng)力區(qū)受壓載荷后，很快屈服，這就減少了承受壓力的有效截面，增大了長(zhǎng)細(xì)比，從而使cr下降，這就降低了桿件的抗失穩(wěn)能力，可見(jiàn)影響壓桿穩(wěn)定的主要是殘余應(yīng)力中的壓應(yīng)力區(qū)。14殘余應(yīng)力對(duì)靜載強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性的影響。答：焊接殘余應(yīng)力對(duì)塑性材料的靜載強(qiáng)度沒(méi)有影響，而對(duì)尺寸穩(wěn)定性卻有很大影響。對(duì)脆性材料，焊接殘余應(yīng)力降低其靜載強(qiáng)度。15在焊后的加卸載過(guò)程中，焊接殘余應(yīng)力及應(yīng)變的變化。答：首先焊后焊接殘余應(yīng)力的的分布如下：拉應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力大小為：壓應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力大小為： （1）加載P現(xiàn)在我們來(lái)看看殘余應(yīng)力與P產(chǎn)生的應(yīng)力疊加以后構(gòu)件各區(qū)域的實(shí)際應(yīng)力又是怎樣的呢？拉應(yīng)力區(qū)：壓應(yīng)力區(qū)：加載P所產(chǎn)生的拉應(yīng)變：（2）卸載P把卸載過(guò)程看著施加一個(gè)負(fù)的P載荷，由于卸載過(guò)程中構(gòu)件的整個(gè)截面都參加工作，所以P在構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生的名義應(yīng)力和實(shí)際應(yīng)力是一致的，都是ss與構(gòu)件內(nèi)各區(qū)的原有應(yīng)力疊加，結(jié)果是：拉應(yīng)力區(qū)：壓應(yīng)力區(qū)：卸載所產(chǎn)生的應(yīng)變：16.二次變形及其原理 卸載后構(gòu)件的尺寸沒(méi)有恢復(fù)到加載前，而是產(chǎn)生了新的變形,我們把這個(gè)變形叫二次變形。 原理：加載時(shí)的應(yīng)變與卸載時(shí)的應(yīng)變是不相等的，它們的差值為17.如何調(diào)節(jié)焊接殘余應(yīng)力？消除焊接殘余應(yīng)力的方法有那些？調(diào)節(jié)焊接殘余應(yīng)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(shí)受力大的焊縫。（3）拼板時(shí)應(yīng)先焊錯(cuò)開(kāi)的短焊縫，再焊直通的長(zhǎng)焊縫。2、反變形3、錘擊或碾壓焊道4、加熱減應(yīng)法：消除殘余應(yīng)力的方法1、整體高溫回火將整個(gè)焊接件加熱到一定的溫度（600650），保溫一段時(shí)間再冷卻。消除應(yīng)力的效果主要取決于加熱溫度和保溫時(shí)間，回火溫度越高，保溫時(shí)間越長(zhǎng)，應(yīng)力也就消除的越徹底。2、局部高溫回火對(duì)整體回火有困難的大型結(jié)構(gòu)，處理的方法是把焊縫周?chē)囊粋€(gè)局部區(qū)域加熱，其效果雖然不如整體處理，只能降低應(yīng)力峰值，調(diào)整殘余應(yīng)力的分布，不能完全消除殘余應(yīng)力，有時(shí)還會(huì)由于部分加熱產(chǎn)生新的內(nèi)應(yīng)力，所以處理的對(duì)象只限于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，但局部高溫處理可以改善接頭的機(jī)械性能。3、機(jī)械拉伸法前面在內(nèi)應(yīng)力對(duì)靜載強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性的影響中已經(jīng)討論了加卸載循環(huán)在降低和消除殘余應(yīng)力方面的作用和原理，這里就不多談了。4、溫差拉伸法本法的具體做法是：在焊縫兩側(cè)各用一個(gè)適當(dāng)寬度的氧乙炔焰矩加熱，造成一個(gè)焊縫兩側(cè)溫度高，焊縫區(qū)溫度低的溫度場(chǎng)，兩側(cè)金屬受熱膨脹對(duì)低溫區(qū)域進(jìn)行拉伸，抵消焊接時(shí)所產(chǎn)生的壓縮塑性變形，從而降低應(yīng)力。該法的原理與機(jī)械拉伸法相同，所不同的只是機(jī)械拉伸法用的是外載荷來(lái)進(jìn)行拉伸，而本法是利用局部加熱的溫差來(lái)拉伸。5、振動(dòng)法18.什么叫加熱減應(yīng)法？它有何作用？在結(jié)構(gòu)的某些部位加熱，使它產(chǎn)生的熱膨脹帶動(dòng)焊接部位，產(chǎn)生一個(gè)與焊縫收縮方向相反的變形，在冷卻時(shí)加熱區(qū)的收縮和焊縫的收縮方向相同，使焊縫能自由的收縮，從而降低內(nèi)應(yīng)力。19. 焊接殘余應(yīng)力的測(cè)定方法有那些？1、全破壞法（1）切條法（2）逐層銑削法2、微破壞法（1）小孔法（2）套孔法3、非破壞法（1）磁測(cè)法（2）X射線(xiàn)衍射法 2.各種接頭的型式及特點(diǎn)。那種接頭的受力是最好的？那種接頭的裝配要求最簡(jiǎn)單？.對(duì)接接頭 特點(diǎn)：受力好，裝配要求高。對(duì)接接頭截面變化平緩，應(yīng)力集中小，受力狀態(tài)是各種接頭中最好的。但是它的裝配要求較高，如果兩邊母材上下錯(cuò)動(dòng)，或間隙過(guò)大、過(guò)小都不行。.搭接接頭 特點(diǎn)：受力差，裝配要求簡(jiǎn)單。搭接接頭的特點(diǎn)剛好和對(duì)接接頭相反，應(yīng)力分布很不均勻，疲勞強(qiáng)度低，但是它們的焊前準(zhǔn)備工作及裝配要求卻很簡(jiǎn)單。.十字接頭（丁字接頭）特點(diǎn)：丁字（十字）接頭的焊縫向母材過(guò)渡較劇烈，力線(xiàn)彎曲嚴(yán)重，應(yīng)力分布極不均勻，在焊縫跟部和趾部有較大的應(yīng)力集中 .角接接頭對(duì)接接頭受力最好；搭接接頭裝配要求簡(jiǎn)單3.何為應(yīng)力集中？它產(chǎn)生的原因有那些？對(duì)接頭靜載強(qiáng)度有無(wú)影響？為什么？應(yīng)力集中指接頭局部區(qū)域的最大應(yīng)力值比平均應(yīng)力值高的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因:焊縫中有工藝缺陷；焊縫外形不合理；焊接接頭設(shè)計(jì)不合理。應(yīng)力集中的存在表明焊接接頭應(yīng)力分布不均勻，使靜載e強(qiáng)度降低4.對(duì)接、搭接、丁字（十字）接頭降低應(yīng)力集中的措施是什么？對(duì)接接頭：在實(shí)際生產(chǎn)中只要我們保證焊縫熔透；減小加厚高，使焊縫向母材過(guò)渡平順；提高裝配質(zhì)量，減小焊接錯(cuò)邊；選用合適的焊接規(guī)范和坡口形式，減小角變形就可以有效的控制對(duì)接接頭造成的應(yīng)力集中。搭接接頭：設(shè)計(jì)搭接接頭時(shí)，采用聯(lián)合角焊縫的搭接接頭，不但可以改善應(yīng)力分布還可以縮短搭接長(zhǎng)度。丁字接頭：對(duì)重要的丁字接頭必須開(kāi)坡口焊透或采用深熔焊接方法進(jìn)行焊接。5.鉚焊聯(lián)合接頭和鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)有什么不同？它們各自在結(jié)構(gòu)中的作用是什么？答：既有焊接接頭，又有鉚接接頭的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)；在同一個(gè)接頭上既有鉚釘又有焊縫，這樣的接頭叫鉚焊聯(lián)合接頭。鉚焊聯(lián)合接頭是一種不合理的接頭形式，一般在需要對(duì)過(guò)去已有的鉚接接頭進(jìn)行加固時(shí)采用。之所以采用鉚焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)是因?yàn)殂T接也有焊接不能代替的特點(diǎn)：1）鉚接接頭比焊接接頭剛度小，有較大的退讓性。2）鉚接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)比某些焊接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)小，對(duì)疲勞強(qiáng)度有利。3）鉚接接頭在結(jié)構(gòu)中形成的內(nèi)應(yīng)力比焊接結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力低。4）鉚接結(jié)構(gòu)有較高的止裂性5）鉚接還可以減少工地條件下的焊接，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。6.何謂應(yīng)變時(shí)效？何謂動(dòng)應(yīng)變時(shí)效（熱應(yīng)變脆化）？它們的差別是什么？ 答：鋼材經(jīng)冷加工（如剪切、冷作矯形、彎曲）產(chǎn)生塑性變形，隨后又經(jīng)過(guò)150400加熱引起脆化，這一過(guò)程叫應(yīng)變時(shí)效；近縫區(qū)金屬受焊接熱循環(huán)作用，在某些刻槽尖端附近，及前道焊縫的缺陷附近，將產(chǎn)生很大的塑性變形，這一由熱循環(huán)引起的塑變將引起更大的脆化，這一過(guò)程叫動(dòng)應(yīng)變時(shí)效，也叫熱應(yīng)變脆化。先產(chǎn)生塑變，后進(jìn)行加熱的叫應(yīng)變時(shí)效；塑變和加熱同時(shí)進(jìn)行的叫動(dòng)應(yīng)變時(shí)效，也叫熱應(yīng)變脆化。7. 何謂高組配接頭？何謂低組配接頭？高組配接頭：（焊縫金屬?gòu)?qiáng)度大于母材強(qiáng)度）低組配接頭：（焊縫金屬?gòu)?qiáng)度低于母材強(qiáng)度也叫軟層接頭）8. 控制相對(duì)寬度提高軟層接頭強(qiáng)度的原理是什么？軟層接頭的焊縫金屬受的是三向應(yīng)力，而三向應(yīng)力狀態(tài)總是使材料變形困難，強(qiáng)度增加，焊縫寬度越小徑向拉應(yīng)力就越大，三向應(yīng)力狀態(tài)就越嚴(yán)重，強(qiáng)度提高的就越大，所以減少焊縫相對(duì)厚度提高接頭強(qiáng)度的原因就是：高強(qiáng)的母材阻礙焊縫金屬的變形，使之受三向應(yīng)力狀態(tài)而強(qiáng)化。9.焊接接頭設(shè)計(jì)的強(qiáng)度原則是什么？答；接頭和母材等強(qiáng)的原則10. 舉例說(shuō)明什么是工作焊縫，什么是聯(lián)系焊縫？答：聯(lián)系焊縫：只傳遞部分載荷，使被聯(lián)結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生協(xié)調(diào)變形的焊縫。 工作焊縫：傳遞全部載荷，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)立即失效的焊縫。 （一種焊縫與被連接的元件是串聯(lián)的，承擔(dān)著傳遞全部載荷的作用，一旦斷裂，結(jié)構(gòu)就立即失效，這種焊縫稱(chēng)為工作焊縫，其應(yīng)力稱(chēng)為工作應(yīng)力。另一種焊縫與被連接的元件是并聯(lián)的，僅傳遞很小的載荷，主要起元件之間相互聯(lián)系的作用，焊縫一旦斷裂，結(jié)構(gòu)不會(huì)立即失效，這種焊縫稱(chēng)為聯(lián)系焊縫，其應(yīng)力稱(chēng)為聯(lián)系應(yīng)力。）11. 焊接接頭強(qiáng)度計(jì)算的假設(shè)。答： 1、焊趾處和加厚高等處的應(yīng)力集中，對(duì)接頭強(qiáng)度沒(méi)有影響。 2、殘余應(yīng)力對(duì)于接頭強(qiáng)度沒(méi)有影響 3、接頭的工作應(yīng)力是均布的，以平均應(yīng)力計(jì)算。 4、正面角焊縫與側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度沒(méi)有差別。 5、焊腳尺寸的大小對(duì)于角焊縫的強(qiáng)度沒(méi)有影響。 6、角焊縫是在切應(yīng)力的作用下破壞的，按切應(yīng)力計(jì)算強(qiáng)度。 7角焊縫的破斷面（計(jì)算斷面）在角焊縫截面的最小高度上。 8、加厚高和少量的熔深對(duì)接頭的強(qiáng)度沒(méi)有影響。12. 各種焊接接頭及受力形式的靜載強(qiáng)度計(jì)算。掌握表3-2中所有公式的應(yīng)用，第四章 焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂1.什么是脆性斷裂？它有何特點(diǎn)？答：斷裂前沒(méi)有或只有少量塑性變形，斷裂突然發(fā)生并快速發(fā)展的斷裂形式稱(chēng)為脆性斷裂 特點(diǎn)：（1）斷裂時(shí)工作應(yīng)力很低，一般低于材料的屈服極限。（2）脆斷的裂紋源總是從內(nèi)部的宏觀缺陷處開(kāi)始的。（3）溫度降低脆斷傾向增加。（4）脆性斷口平齊而光亮且與正應(yīng)力垂直2.影響金屬脆性斷裂的主要因素是什么？答：1、應(yīng)力狀態(tài)2、溫度3、加載速度4材料狀態(tài)3.正斷抗力Sot，剪斷抗力tT，剪切屈服限tk，力學(xué)狀態(tài)圖，應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)a=tmax/max概念。答：正斷抗力Sot ：試件中的最大正應(yīng)力達(dá)到Sot時(shí)，出現(xiàn)正斷，屬于脆性斷裂。剪切屈服限tT ：試件中的最大切應(yīng)力達(dá)到tT時(shí)，材料屈服，出現(xiàn)塑性變形。剪斷抗力tk ： 試件中的最大切應(yīng)力達(dá)到tk時(shí)，產(chǎn)生剪斷，屬于塑性斷裂。力學(xué)狀態(tài)圖：設(shè)縱軸表示切應(yīng)力，橫軸表示正應(yīng)力，當(dāng)一種材料確定了，也就知道了正斷抗力Sot、剪斷抗力tk和剪切屈服限tT則可做出右圖，在該圖上通過(guò)點(diǎn)的任一條直線(xiàn)其斜率都為max/max，表示一種加載方式的應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)a=max/max4.應(yīng)力狀態(tài)、溫度、加載速度對(duì)脆性斷裂影響的分析答應(yīng)力狀態(tài)：可見(jiàn)同一構(gòu)件、同樣大小的載荷用不同的方式加載,它產(chǎn)生的最大正應(yīng)力max和最大剪應(yīng)力max的數(shù)值及比值max/max是不同的,這些差別對(duì)材料的脆斷是有影響的,這個(gè)就是看載荷造成的最大正應(yīng)力max和最大剪應(yīng)力max中是max先達(dá)到正斷抗力Sot,還是max先達(dá)到剪斷抗力tk,前者產(chǎn)生脆斷，后者產(chǎn)生韌斷. 溫度：溫度主要影響材料本身的正斷抗力Sot、剪斷抗力tk和剪切屈服限tT值，隨著溫度的上升Sot基本不變，而tT卻很快下降，這一結(jié)果就相當(dāng)于改變了力學(xué)狀態(tài)圖的形狀，使圖形變矮了，使得原本可以先和Sot相交的應(yīng)力狀態(tài)變得先與tk相交了，使材料由原來(lái)的脆性斷裂變?yōu)檠有詳嗔?。T tTSot不變 脆性 加載速度：加載速度主要影響材料的剪切屈服限tT 值，隨著加載速度的提高，剪切屈服限tT提高而正斷抗力Sot基本不變，這就使得力學(xué)狀態(tài)圖變高了，使得本來(lái)先與tT相交的應(yīng)力狀態(tài)變得先與Sot相交了，材料將由韌性斷裂變?yōu)榇嘈詳嗔选＜虞d速度 tTSot不變 脆性5.用力學(xué)狀態(tài)圖分析為什么結(jié)構(gòu)中不允許存在三向交叉焊縫？答：?jiǎn)屋S拉伸時(shí)，max/max，而三軸拉伸時(shí)，主應(yīng)力為1、2、3且30 則max =1 ，可見(jiàn)比值max/max下降了，所以脆斷的危險(xiǎn)性加大了。當(dāng)1 = 2 = 3時(shí)max/max = 0 ，在力學(xué)狀態(tài)圖上為橫軸，說(shuō)明材料必然是脆斷。三向交叉焊縫為三向等軸應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)構(gòu)中若允許存在三向交叉焊縫，結(jié)構(gòu)必然脆斷，故要避免。6.為什么在單向應(yīng)力場(chǎng)中的裂紋尖端缺口根部會(huì)產(chǎn)生三軸應(yīng)力狀態(tài)呢？在受力過(guò)程中由于應(yīng)力集中的原因，缺口根部的應(yīng)力必然很大，在它的作用下缺口根部的材料將伸長(zhǎng)，根據(jù)體積不變?cè)?，材料在某方向上的伸長(zhǎng)必然引起其他兩個(gè)方向即寬度和厚度方向上的收縮，但由于缺口平面上不承受應(yīng)力，所以沒(méi)有橫向收縮，缺口尖端以外的材料受到的應(yīng)力較小，引起的橫向收縮也較小，可見(jiàn)橫向收縮是不均勻的，使得缺口較大的橫向收縮受阻，結(jié)果產(chǎn)生橫向和厚度方向的拉伸應(yīng)力，這樣就在缺口根部出現(xiàn)了三向應(yīng)力。7.NDT（無(wú)延性轉(zhuǎn)變溫度），F(xiàn)TE（彈性斷裂轉(zhuǎn)變溫度），F(xiàn)TP（延性斷裂轉(zhuǎn)變溫度）的意義及相互的關(guān)系，測(cè)定方法。答：存在一個(gè)臨界溫度，低于它材料發(fā)生平裂，高于它發(fā)生凹裂，此溫度稱(chēng)為無(wú)延性轉(zhuǎn)變溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)NDT存在一個(gè)臨界溫度，在這個(gè)溫度以下，裂紋能夠向低應(yīng)力區(qū)擴(kuò)展，高于這個(gè)溫度，裂紋只能在應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)范圍內(nèi)擴(kuò)展，而不向低應(yīng)力區(qū)擴(kuò)展，此溫度稱(chēng)為彈性斷裂轉(zhuǎn)變溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)FTE。存在一個(gè)臨界溫度，在此溫度之上，斷裂完全是塑性撕裂的，此溫度稱(chēng)為延性斷裂轉(zhuǎn)變溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)FTP。如果