焊工中級（焊接應力與變形）模擬試卷1

焊工中級（焊接應力與變形）模擬試卷1一、問答題(本題共36題，每題1.0分，共36分。)1、什么叫內(nèi)力、應力、內(nèi)應力和殘余應力?標準答案：當物體受到外力作用時，要發(fā)生變形，同時在其內(nèi)部會出現(xiàn)一種抵抗變形的力，這種力就叫內(nèi)力。單位截面積上所承受的內(nèi)力稱為應力。一般可分為拉應力、壓應力和切應力。在沒有外力的條件下，平衡于物體內(nèi)部的應力叫內(nèi)應力。最終保留在物體內(nèi)部的應力叫殘余應力。知識點解析：暫無解析2、何謂焊接應力和焊接殘余應力?標準答案：焊接過程中，在焊件內(nèi)部產(chǎn)生的應力稱為焊接應力，按作用的時間分為焊接瞬時應力和焊接殘余應力。焊接殘余應力就是焊后殘留在焊件內(nèi)的焊接應力。知識點解析：暫無解析3、什么叫變形、彈性變形、塑性變形和殘余變形?標準答案：金屬材料在外力的作用下，引起幾何狀態(tài)的改變叫變形。在外力的作用卸除后，變形即消失，恢復到原來的形狀和尺寸的變形叫彈性變形。在外力的作用卸除后，變形仍保留，不能恢復原狀的變形叫塑性變形。最終保留在物體上的變形叫殘余變形。知識點解析：暫無解析4、何謂焊接變形和焊接殘余變形?標準答案：焊接時，焊件所產(chǎn)生的變形為焊接變形。焊接后，在焊件或結(jié)構中殘留的變形為焊接殘余變形。焊接殘余變形主要有收縮變形、彎曲變形、角變形、波浪變形、扭曲變形等。知識點解析：暫無解析5、焊接應力和焊接變形是如何形成的?標準答案：焊接是一種局部加熱的工藝過程。焊接時，在焊接區(qū)附近產(chǎn)生不均勻的溫度場，工件因溫度升高而膨脹，繼而因冷卻產(chǎn)生收縮。由于接頭附近復雜的拘束，在大多數(shù)情況下，不能隨著溫度的變化自由膨脹和收縮。因此，在焊后冷卻過程中，因焊接加熱受到壓縮塑性變形的部位不能自由收縮，這樣在工件內(nèi)部產(chǎn)生不均勻的內(nèi)應力場，使工件產(chǎn)生焊接殘余應力和變形。知識點解析：暫無解析6、焊接應力是怎樣分類的?標準答案：焊接應力可按下列特征進行分類。(1)根據(jù)引起應力的基本原因劃分為：1)溫度應力。在焊接時，由于加熱不均勻，使各部分熱膨脹不一樣所引起的應力稱為溫度應力也稱熱應力。2)組織應力。在焊接時，不同的焊接熱循環(huán)的作用引起局部金屬的金相組織發(fā)生轉(zhuǎn)變，隨著金相組織發(fā)生變化而出現(xiàn)體積變化，當這種體積變化受到阻礙便產(chǎn)生了應力。這種由于組織轉(zhuǎn)變引起的內(nèi)應力稱為組織應力。3)凝縮應力。在焊接時，金屬熔池液態(tài)冷凝成固體，其體積發(fā)生收縮而形成的應力稱為凝縮應力。(2)根據(jù)應力存在的時間劃分為：1)瞬時應力。在一定的溫度及剛性條件下，某一瞬時內(nèi)存在的應力。2)殘余應力。通常指焊接結(jié)束和完全冷卻后保留在焊件內(nèi)的應力。(3)根據(jù)應力作用的方向劃分為：1)縱向應力。作用方向與焊縫軸線平行的焊接應力。2)橫向應力。作用方向與焊縫軸線垂直的焊接應力。3)厚度方向應力。厚板在厚度方向上的焊接應力。(4)根據(jù)應力在空間的方向劃分為：1)單向應力。在焊件中沿一個方向存在。2)雙向應力。應力作用在平面內(nèi)垂直方向上。3)三向應力。應力作用于空問所有方向上。知識點解析：暫無解析7、什么是線應力?標準答案：在構件中只沿一個方向發(fā)生的應力稱為線應力，也稱單向應力。如焊接薄板的對接焊縫及在工件表面上堆焊時產(chǎn)生的應力，如圖12-1所示。知識點解析：暫無解析8、什么是平面應力?標準答案：存在于工件中一個平面內(nèi)的不同方向上的應力稱為平面應力，也稱雙向應力。通常產(chǎn)生在厚度為15～20mm的中厚板焊接結(jié)構中。如圖12-2所示。知識點解析：暫無解析9、什么是體積應力?標準答案：在構件中沿空間三個方向上發(fā)生的應力稱為體積應力，也稱三向應力。如焊接厚件的對接焊縫和三個方向焊縫的交界處，如圖12-3所示。知識點解析：暫無解析10、焊接殘余應力包括哪些?怎樣產(chǎn)生?標準答案：焊接殘余應力包括：溫度應力、相變應力、凝縮應力和拘束應力等，產(chǎn)生的原因如下：(1)溫度應力。由于焊接是一個局部的快速加熱和冷卻的過程，因而焊件各點在同一時間內(nèi)有不同的溫度。由于不能自由膨脹，就會產(chǎn)生應力。(2)相變應力。焊接過程中，加熱到Ac1以上的金屬，冷卻時發(fā)生相變，并伴隨有體積改變。600℃以上，即在塑性狀態(tài)下發(fā)生相變的鋼(如低碳鋼管)，相變不一致引起應力的產(chǎn)生。隨著鋼內(nèi)合金含量的增加，奧氏體相變溫度下降，當在彈性狀態(tài)溫度下發(fā)生相變時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，同時體積改變就產(chǎn)生應力。(3)凝縮應力。焊縫金屬冷卻時產(chǎn)生局部收縮，由于受到鄰近金屬的限制，即產(chǎn)生拉應力。其大小與鋼的線膨脹系數(shù)、焊件厚度、焊接方法等因素有關。(4)拘束應力。焊件被外界條件固定(例如強力對口、聯(lián)箱短管焊接)后，由于焊接過程中的變形受到限制而產(chǎn)生的應力。知識點解析：暫無解析11、焊接應力和焊接變形有什么關系?標準答案：焊接應力和焊接變形之間的關系如下：(1)焊接應力分布和焊接變形大小取決于材料的線膨脹系數(shù)、彈性模量、屈服點、溫度場和焊件的形狀尺寸，溫度場又與材料的導熱率、比熱、密度以及焊接參數(shù)等因素有關。(2)在焊接結(jié)構中，焊接應力和焊接變形同時存在，又相互制約。如在焊接過程中常用夾具剛性固定法施焊，這樣變形小而應力卻增加了；反之，使焊接應力減小，要允許焊件有一定程度的變形。這要根據(jù)具體情況而定，是以減少應力為主，還是減小變形為主。(3)在生產(chǎn)中，往往要求焊接結(jié)構既不能有較大的焊接變形，又不允許有較大的焊接應力。因為焊接應力與變形在一定條件下將影響焊接結(jié)構的強度、剛度、受壓時的穩(wěn)定性以及尺寸的準確性和加工精度等。知識點解析：暫無解析12、焊接變形分幾類?各有幾種基本形狀?標準答案：焊接變形分局部變形和整體變形兩大類。局部變形是指這種變形僅發(fā)生在結(jié)構的某一局部。例如：角變形、波浪變形。整體變形是指焊接時變形遍及整個結(jié)構。例如：縱向和橫向的收縮變形、彎曲變形和扭曲變形。變形的種類主要有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形和扭曲變形等。知識點解析：暫無解析13、影響焊接變形的主要因素有哪些?標準答案：影響焊接結(jié)構變形的主要因素有：(1)焊縫形式、尺寸及數(shù)量。(2)焊縫在結(jié)構中的位置。(3)結(jié)構剛性。(4)裝配及焊接順序。(5)焊接方法和規(guī)范。知識點解析：暫無解析14、鋼板對接為什么會引起縱向縮短和橫向短縮?標準答案：鋼板對接焊以后會發(fā)生長度縮短和寬度變窄的變形，是由于焊縫的縱向和橫向收縮引起的。知識點解析：暫無解析15、為什么會引起角變形?標準答案：角變形是由于橫向收縮變形在厚度方向上的不均勻分布引起的。對接接頭的角變形與坡口角度、焊縫截面形狀、焊接工藝等因素密切相關。坡口角度越大角變形越大。角接接頭的角變形與焊縫的焊腳高度和板厚有關，焊腳高度越大板越薄，角變形越大。知識點解析：暫無解析16、為什么會引起彎曲變形?標準答案：彎曲變形常見于焊接梁、柱、管道等焊件，產(chǎn)生的原因有兩種：(1)由縱向收縮變形造成的彎曲變形。如鋼板單邊施焊后產(chǎn)生彎曲變形。(2)由橫向收縮變形造成的彎曲變形。如工字梁的焊接，如果其筋板集中于梁的下部，由于筋板角焊縫的橫向收縮，就使焊件產(chǎn)生向下彎曲的彎曲變形。知識點解析：暫無解析17、為什么會引起波浪變形?標準答案：波浪變形也稱為失穩(wěn)變形。在焊接內(nèi)應力的壓應力作用下，薄板可能失穩(wěn)，產(chǎn)生波浪變形。壓應力越大，薄板的寬度與厚度之比越大，就越容易產(chǎn)生波浪變形。焊接角變形也可能產(chǎn)生類似的波浪形變形。知識點解析：暫無解析18、為什么會引起扭曲變形?標準答案：裝配質(zhì)量不好、工件擱置不當以及焊接順序和焊接方向不合理，都可能引起扭曲變形。扭曲變形的產(chǎn)生比較復雜，其原因與角焊縫所造成的角變形沿焊接方向逐漸增大的現(xiàn)象有關。但歸根到底，是由于焊縫的縱向或橫向縮短所致。知識點解析：暫無解析19、從焊接工藝上分析，哪些因素影響焊縫收縮?標準答案：焊接工藝中下列因素影響著焊縫收縮量：(1)線膨脹系數(shù)大的金屬材料，其變形比線膨脹系數(shù)小的金屬材料大。(2)焊縫的縱向收縮量隨著焊縫長度的增加而增加。(3)角焊縫的橫向收縮比對接焊縫的橫向收縮小。(4)間斷焊縫比連續(xù)焊縫的收縮量小。(5)多層焊時，第一層引起的收縮量最大，以后各層逐漸減小。(6)在夾具固定條件下的焊接收縮量比沒有夾具固定的焊接收縮量小，約減少40％～70％。(7)焊角越大角變形量較大。知識點解析：暫無解析20、怎樣利用裝配和焊接順序來控制變形?標準答案：采用合理的裝配和焊接程序來減少變形，這在生產(chǎn)實踐中是行之有效的好辦法。圖12-4(a)所示為一箱形梁，由于焊縫不對稱，焊后產(chǎn)生下?lián)蠌澢冃巍＝鉀Q辦法是由兩人或四人，對稱地先焊只有兩條焊縫的一側(cè)。如圖12-4(b)中焊縫1-1，然后就造成了如圖12-4(c)的上拱變形。這兩條焊縫焊后增加了箱形梁的剛性。當焊接另一側(cè)的兩條焊縫時，如先焊圖12-4(d)中焊縫2和2，最后再焊圖12-4(e)中焊縫3和3，就基本上防止了變形。知識點解析：暫無解析21、當焊接結(jié)構的截面形狀和焊縫布置都對稱時，焊后為什么還產(chǎn)生變形?標準答案：此時焊后變形是由于裝配和焊接順序不合理引起的。先焊的焊縫增加了結(jié)構的剛性，使得各條焊縫引起的變形未能相互抵消，最終產(chǎn)生焊接變形。知識點解析：暫無解析22、防止和減少焊接變形有哪些方法?標準答案：防止和減少焊接變形的方法有：(1)選擇合理的裝配和焊接順序；(2)反變形法；(3)剛性固定法；(4)散熱法；(5)錘擊焊縫法；(6)合理地選擇焊接方法和焊接規(guī)范。知識點解析：暫無解析23、何謂反變形法?標準答案：預先把焊件作出能基本上抵消(補償)焊后彎曲變形的反變形來達到防止焊后變形的目的。反變形量與工件的結(jié)構形式、幾何尺寸、焊接工藝順序等多種因素有關，往往要通過實踐來摸索，它適用于簡單的結(jié)構形式。知識點解析：暫無解析24、何謂剛性固定法?標準答案：剛性大的焊件焊后變形一般較小，如果在焊前加強焊件的剛性，那么焊后的變形就可以減小，這就是剛性固定法。知識點解析：暫無解析25、焊件的剛性固定對減小變形有什么好處?適用在什么場合?標準答案：剛性固定法對減小變形很有效，且焊接時不必過分考慮焊接順序。缺點是有些大件不易固定，且焊后撤除固定后，焊件還有少許變形和較大的殘余應力。這種方法適用于焊接厚度小于6mm及韌性較好的薄壁材料。如果與反變形法配合使用效果更好。這種方法會增加焊接應力，故對淬硬傾向大的材料不適用。知識點解析：暫無解析26、如果工件較大又容易變形是否可采用剛性固定法?標準答案：當工件較大，數(shù)量又不多時，可在容易發(fā)生變形的部位臨時焊上一些支撐或拉桿，增加工件的剛性，也能有效地減少焊接變形。知識點解析：暫無解析27、何謂散熱法?標準答案：散熱法(也叫強迫冷卻法)就是采取措施把焊接處的熱量迅速散走，使焊縫附近的金屬受熱面大大減小，從而降低焊縫區(qū)與基本金屬間的溫差，達到減少焊件變形的目的。知識點解析：暫無解析28、何謂錘擊法?標準答案：錘擊法就是利用手錘和風鏟對焊縫進行敲擊，達到減少焊接應力和變形的目的。錘擊時必須均勻，錘擊最好在熱態(tài)下進行。因為這時金屬具有較高的塑性，但要注意不能在金屬藍脆溫度下錘擊。一般第一層不錘擊，其余各層均可以進行錘擊。由于焊后焊縫冷卻時要發(fā)生縮短，所以，在焊縫上適當?shù)劐N擊能使其伸長，適當補償這個縮短，可減少變形和應力。知識點解析：暫無解析29、什么是焊接順序?什么是正確的焊接順序?標準答案：所謂焊接順序，就是在焊接結(jié)構上，先焊哪一部分，后焊哪一部分，或者是哪條焊縫先焊，哪條焊縫后焊，即各條焊縫的焊接先后順序。所謂正確的焊接順序，就是使焊件受熱均勻分布。由于焊件受熱均勻，冷卻也就均勻，這樣就減少了變形和應力。知識點解析：暫無解析30、為了減少結(jié)構變形。選擇焊接順序時應考慮哪些原則?常見的焊接順序有幾種?標準答案：焊接順序是影響焊接結(jié)構變形的主要因素之一，安排焊接順序時應注意下列原則：(1)盡量采用對稱焊接。對于具有對稱焊縫的工件，最好由兩個焊工對稱進行焊接。這樣可以使由各焊縫所引起的變形相互抵消一部分。(2)對某些焊縫布置不對稱的結(jié)構，應先焊焊縫少的一側(cè)。(3)依據(jù)不同焊接順序的特點，以焊接順序控制焊接變形量。常見的焊接順序有五種，即分段退焊法、分中分段退焊法、跳焊法、交替焊法和分中對稱焊法。知識點解析：暫無解析31、在制造焊接結(jié)構產(chǎn)品時應怎樣正確掌握焊接順序?標準答案：要保證焊件變形小、內(nèi)應力低，必須采取合理的焊接順序和方向。所謂合理的焊接順序，主要是應該盡量使焊縫能比較自由的收縮，特別是那些收縮量比較大、殘余應力比較大的焊縫。選用焊接順序的原則有：(1)先焊收縮量較大的焊縫，使焊縫能較自由地收縮。應先焊對縫后焊角縫。(2)先焊錯開的短焊縫，后焊直線長焊縫。(3)先焊立焊焊縫，后焊平焊焊縫。(4)平行焊縫盡量同時同方向焊。(5)先焊在工作時受力較大的焊縫，使內(nèi)應力合理分布。知識點解析：暫無解析32、焊接順序選擇不當對焊接質(zhì)量有何影響?標準答案：焊接順序選擇不當對焊接質(zhì)量的影響有：(1)裝配焊接順序選擇不當，往往造成某些位置的焊縫焊接困難，甚至完全無法焊接。嚴重降低焊接結(jié)構的強度或氣密性。(2)焊接順序直接影響焊件的應力和變形，選擇不當會造成焊件產(chǎn)生過大的變形或內(nèi)應力，不僅降低了焊件質(zhì)量，嚴重時會導致焊件報廢。(3)不銹鋼焊接結(jié)構如果焊接順序選擇不當，會使接觸腐蝕介質(zhì)的工作焊縫在焊后由于受到后焊焊縫的熱作用而產(chǎn)生晶間腐蝕，使焊件的耐腐蝕性降低。知識點解析：暫無解析33、對一般工字