焊接接头残余应力的计算机模拟
机械 ２００４年第３１卷第１０期
收稿日期
０５
朱援祥
1,2
ot±±
武汉 430072ot±± 武汉 430074)
摘要
采用有限元分析软件ANSYS
?￡?a?á1?oí
êμ?é?á1?±è????o?
关键词
有限元
TG407 文献标识码
０３１６（２００４）１０
０４
Computer simulation of residual stress in welding joint
WANG Qin 1
WANG Li-li 1
(1.School of Dynamic and Mechanical Engineer, Wuhan University, Wuhan 430072, China;
2.School of Material Science and Engineering, HUST, Wuhan 430074, China)
Abstract: In this article, using the finite element method (FEM), with the FEA software-ANSYS, the magnitude and distribution of residual stress in welding joint is simulated, which results are agreement with the experimental results. The method has important useful values. Key words: residual stress
computer simulation
随着我国压力容器桥梁等工业的迅速
发展
由焊接而产生的残余应力和残余变形是导致焊接裂
纹和接头强度下降的重要因素保证结构的安全使用
传统的残余应力研
究方法多是破坏性的研究方法
大量的实验也会增加生产成本
利用计算机模拟技术来模拟焊接接
头残余应力的分布情况
本文以某水电站引水压力钢管所用钢种为实验
材料
应用大型有限元分析软件
ANSYS [2]
对其焊接过程中产生的残余应力进行了计
算机模拟
证明该
方法具有重要的理论和实际应用价值
这是一种含C
是一种具
有较好焊接性的钢种
６５０ｍｍ
试板两端采用拘束机架固定焊接试板
试验用焊条为MK .J607RH o??ó1¤ò?2?êyè?±í1所示
载荷实际上是因为温
度变化而引起的
不考虑应力场对温度场的耦合作用
[3]
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机械 ２００４年第３１卷第１０期过其APDL 语言编程实现
图1 焊接试样示意图
表
1 焊接工艺参数表
坡口间隙
３
预热温度 １０５
焊接电流 (A) 100
V26
焊接速度 １００
KJ/cm18.2
层间温度 １００
由于焊接试样的对称性
取试样截面的一半进行计算
考虑到焊接热源附近温度梯度大
温度和应力应变的分布极不
均匀采用
垂直于焊缝方向的横截面模型
远离热源的地方采用较粗大
的网格
图3 有限元网格划分示意图
2.2热物理参数的输入
金属材料的热物性导热系
数λ等
其热物理性质随温度变化很大
那么计算结果
将与事实情况产生一定的偏差
然后将随温度变化
的热物性参数输入到计算程序中
表2 实验材料的热物理性能
2.3热源模型
在本文的研究中
为了模拟电弧移动的实际过程
以便于准确地计算焊接温度场
斜坡热源模型如图4所示
焊接热输入以增量的方式逐
渐加到焊缝单元上当电弧移动到
横截面上时候
加热时间为t2oá??
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般认为t1和t3相等
应用该方法能够很
好地模拟电弧的移动
是准确计算焊接应力场的前提
其中包括对流和辐射换热在
焊接时热能的损失主要通过辐射
２０ １００ ２００ ３００ ４００ ５００
比热c(kJ/kg
K)
线膨胀系数α(
60
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μ￥?a×a??
后处理
较小
[1]
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2.4温度场的计算
本文实验焊缝为多道焊为了
更好地模拟实际焊接过程
生死
开始的时候杀
死
在第一层开始焊接的时候
生
其余焊缝处于
的状态
第二层开始焊接时候复活
到第3层及以后各层焊
缝单元焊接时
复活
焊接热源随着焊缝单元的逐渐加到焊缝单元上去
在焊接的
不同时刻
计算过程中
对每个载荷步
焊接开始和开始冷却时的时间步长要取得较小
将各节点的温度保存
在结果文件中
2.5焊接应力场的计算
利用ANSYS 的热-结构单元转换
输入力学参数
弹性模量E
线膨胀系数
α
本文结构
拘束边界条件的设定是将有限元模型左端所有节点自由度约束为0
????
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88
型超级静态电阻应变仪１．５
钻孔直径为
1.5mm
í?5和图6是上表面焊接接头残余应力
的计算机模拟值和实验测得数据的对比图
焊接接头残余应力的
大小和分布的计算机模拟值和实验数据比较吻合
在焊缝及热影响区附近
有较大的残余拉伸应力
逐渐变
为压应力
图5 横向残余应力分布示意图
焊接接头裂纹大多由横向残余应力y σ
引起
由图5可以
看出
最大拉
伸应力达387MPa ′??ú×??ó?êoíò?
D??￠1?è±?Y
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图6 纵向残余应力分布示意图
从图6可以看出
但比横向残余应力低远离焊缝区
4 结论
本文采用有限元方法
模拟结果和实
验结果比较一致在实际生产中而且能够
节省生产成本
400300200 1000
应力ó/M P a
100150050
离焊缝中心距离 l/mm
400300
200
150
50下转第37页
参数为30
参数为15000
图1 不同参数下的图形效果
AutoCAD为绘制图形提供了大量可供选择
的线型和线宽
目的主要是增强图形的层次
感
但是
那么所绘的图
形中所有的线条都是一种单一的形状
所以需要把
线宽打开
虚实反映出来
图上各线条的线型和线宽都可以清楚的
显示出来仍然可以把各线条区别开来
４
这时需要修改图片的大小
左键单击图形
此时图形四周有8个
控制点光标变为双
向箭头可改变图形的大小
如果采用剪贴板的功能和转变图形格式文
件的方法把AutoCAD图形转入到Word 中
还有多余的空白
不仅把图形对象输出
而如果是利用考
屏键的把AutoCAD图形插入到Word
中
AutoCAD的窗口工作界
面也一起被插入
选中图片
弹出一快捷菜单
图片
会自动弹出一工具栏
按纽
只保留所需图形
用
抓捕图形时
否则抓捕到的图片中会有多余的空白
通过对图形的处理
从而使
AutoCAD快速高效的绘图功能和Word所
具有的强大的文字处理
这必将有助于编辑人员和设计人员提高工作效率和
工作质量
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［２］ 蒋允静计算机绘图
Ｍ西安地图出版
社
［３］ 全国专业技术人员计算机应用能力考试专家委员会
Máé?tè???3?°?é?
[1] 陈楚上海交通大学
出版社
北京大学出
版社
机械工程材料性能数据手册.
北京
1994.
焊接接头残余应力的计算机模拟
作者：王勤， 朱援祥， 王莉莉
作者单位：王勤,王莉莉(武汉大学,动力与机械工程学院,湖北,武汉,430072)， 朱援祥(武汉大学,动力与机械工程学院,湖北,武汉,430072;华中理工大学,材料学院,湖北,武汉,430074)
刊名：
机械
英文刊名：MACHINERY
年，卷(期)：2004，31(10)
被引用次数：4次
参考文献(4条)
1.陈楚数值分析在焊接中的应用 1985
2.谭建国使用ANSYS6.0进行有限元分析 2002
3.J ARNOLDFree.OBINF D PORTERGOFF Predicting residual stresses in multi-pass weldments with the finite element method
1989(02)
4.《机械工程材料性能数据手册》编辑委员会机械工程材料性能数据手册 1994
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采用普通E5015焊条和相变焊条对平板堆焊的残余应力分布进行有限元计算，组织转变有效地降低了焊缝处的残余拉伸应力，并且产生了残余压缩应力。E5015焊接接头沿着焊缝方向的横向残余应力为200～300MPa左右的拉伸应力，纵向残余应力为200～300MPa左右的拉伸应力。相变焊条焊接接头沿着焊缝方向的横向残余应力为-200～-300MPa左右的压缩应力，纵向残余应力为-200～-300MPa左右的压缩应力。E5015焊接接头沿着垂直焊缝方向，在焊缝上及焊趾处的横向残余应力、纵向残余应力均为拉伸应力，随着与焊缝中心距离的增加拉伸应力数值逐渐下降。而相变焊条焊接接头沿着垂直焊缝方向，在焊缝上及焊趾处的横向残余应力、纵向残余应力均为压缩应力，随着与焊缝中心距离的增加压缩应力数值逐渐趋于零。计算结果与实验数据基本吻合。
采用普通E5015焊条和相变焊条对十字接头的残余应力分布进行有限元计算。E5015焊条十字接头角焊缝沿着焊接方向焊缝处的横向残余应力与纵向残余应力均为拉伸应力，相变焊条十字接头角焊缝沿着焊接方向焊缝处的横向残余应力与纵向残余应力均转变为压缩应力。
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9.学位论文钱桦木工圆锯片制造过程中残余应力研究2004
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为了获得必要的机械性能并达到一定的硬度，圆锯片基片首先必须进行热处理，热处理是影响基片最终应力状态的第一道工序。若采用油或类似冷速的冷却介质或冷却方式，可以使65Mn钢基片获得较小的淬火残余拉应力。及时的回火是消除淬火残余应力的必要措施，就圆锯片而言，400℃回火的开始7min是残余应力迅速衰减时期，可以综合其他机械性能及装炉量等要求，适当缩短回火时间，以节约能源和提高生产率。回火残余应力一般在±20MPa左右波动。目前，国产基片硬度均匀，回火残余应力小为后续工艺典定了良好的基础。
磨削与辊压工艺是影响锯片最终残余应力分布的最后也是最关键的两道工序。基片热处理后，直接磨削或辊压都不能构成适张效果要求的应力分布即基片沿半径外缘切向呈拉应力分布。基片张紧效果与磨削和辊压的先后顺序关系不大。磨削和辊压应力的大小和性质与各企业的磨削和辊压工艺条件有关。目前，国产锯片具有一定的张紧效果，但由辊压引入的拉应力较弱，在一定程度上借助了磨削拉应力来实现张紧。
本文首次研究了X射线衍射半高宽与工艺的关系。利用半高宽～回火时间、温度曲线可以直观简洁地反映回火过程中残余应力衰减过程和消除情况。基片回火后半高宽在2.2°左右波动。磨削后半高宽一般在回火基础上增大1.0°左右，辊压引起的半高宽变化有限，若将磨削与辊压作为一个工艺组合考虑，将其半高宽的变化与热处理的对照，可以简单清晰地表达磨辊工艺的作用。半高宽数据波动性小，可大大地减少测试点，快捷方便。
本文运用ANSYS软件对圆锯片辊压过程进行了有限元模型分析。模型首次直接对影响辊压过程的关键因素即基材材质和辊压条件进行了模拟分析。模型对适张应力状态的分析结果与实测结果比较吻合，同时模型还能对辊压适张变形效果进行分析。
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引证文献(4条)
1.陈霁恒.章炜.胡金成船体焊接残余应力的数值分析[期刊论文]-舰船科学技术 2009(8)
2.李良碧FPSO典型焊接接头残余应力释放数值预报[期刊论文]-海洋工程 2009(2)
3.李良碧FPSO典型焊接接头在疲劳载荷下的残余应力释放数值模拟[期刊论文]-江苏科技大学学报（自然科学版） 2009(1)
4.范永思.高雅茹.李守巨.刘迎曦水工钢结构焊接残余应力有限元模拟分析[期刊论文]-装备制造技术 2007(7)
本文链接：https://www.wendangku.net/doc/f48932143.html,/Periodical_jx200410009.aspx
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焊接考试试题
焊接考试试题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
大连中远船务工程有限公司中级焊工考试试题 姓名：职号：成绩： 一、选择题： 1、（ A ）是防止低合金钢产生冷裂纹、热裂纹和热影响区出现淬硬组织的最有效的措施。 A. 预热 B. 减小热输入 C. 用直流反接电源 D. 焊后热处理 2、低合金结构钢焊接时，最常出现的缺陷是（ A ）。 A. 裂纹 B. 气孔 C. 未熔合 D. 未焊透 3、低合金结构钢焊接时，最常见的裂纹是（ D ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 再热裂纹 D. 热应力裂纹 4、采用（ C ）方法焊接珠光体耐热钢时，焊前不需要预热。 A. 焊条电弧焊 B. CO2气体保护焊 C. 氩弧焊 D. 埋弧焊 5、马氏体不锈钢焊接接头，产生晶间腐蚀的倾向（ B ）. A. 很大 B. 很小 C. 无倾向 6、（ D ）是使不锈钢产生晶间腐蚀的最有害的元素。 A. 铬 B. 镍 C. 铌 D. 碳 7、防止不锈钢焊接时产生的热裂纹的措施，是通过焊接材料向焊 缝中加入形成（ A ）的元素。
A. 奥氏体 B. 马氏体 C. 铁元素 D. 珠光体 8、（ C ）不锈钢具有强烈的淬硬倾向。 A. 奥氏体 B. 马氏体 C. 铁元素 D. 珠光体 9、焊接不锈钢复合板的过渡层时，一般采用（ A）焊接方法进行。 A. 焊条电弧焊 B. 埋弧焊 C. 氩弧焊 D. CO2气体保护焊 10、焊前将铸件预热至（B ）℃。 A. 100 B. 200 C. 300 D. 400 二、填空题： 1、电弧焊时，熔滴过渡的形式主要有（短路过渡）、小颗粒过渡和大颗粒过渡。 2、焊机的外特性是指在规定运行范围内，其稳态（输出电流）和端电压之间的关系。 3、产生焊接点呼磁偏吹的原因有：（接地线位置不正确），焊条和焊件的位置不对称及焊接电流较大等。 4、合金钢按其用途，可以分为：结构钢，工具钢和（特殊性能刚）三大类。
焊接考试试题
大连中远船务工程有限公司中级焊工考试试题 姓名：职号：成绩： 一、选择题： 1、（A ）是防止低合金钢产生冷裂纹、热裂纹和热影响区出现淬硬组织的最有效的措施。 A. 预热 B. 减小热输入 C. 用直流反接电源 D. 焊后热处理 2、低合金结构钢焊接时，最常出现的缺陷是（A ）。 A. 裂纹 B. 气孔 C. 未熔合 D. 未焊透 3、低合金结构钢焊接时，最常见的裂纹是（D ）。 A. 热裂纹 B. 冷裂纹 C. 再热裂纹 D. 热应力裂纹 4、采用（ C ）方法焊接珠光体耐热钢时，焊前不需要预热。 A. 焊条电弧焊 B. CO2气体保护焊 C. 氩弧焊 D. 埋弧焊 5、马氏体不锈钢焊接接头，产生晶间腐蚀的倾向（B ）. A. 很大 B. 很小 C. 无倾向 6、（D ）是使不锈钢产生晶间腐蚀的最有害的元素。
A. 铬 B. 镍 C. 铌 D. 碳 7、防止不锈钢焊接时产生的热裂纹的措施，是通过焊接材料向焊缝 中加入形成（ A ）的元素。 A. 奥氏体 B. 马氏体 C. 铁元素 D. 珠光体 8、（C ）不锈钢具有强烈的淬硬倾向。 A. 奥氏体 B. 马氏体 C. 铁元素 D. 珠光体 9、焊接不锈钢复合板的过渡层时，一般采用（A）焊接方法进行。 A. 焊条电弧焊 B. 埋弧焊 C. 氩弧焊 D. CO2气体保护焊 10、焊前将铸件预热至（B ）℃。 A. 100 B. 200 C. 300 D. 400 二、填空题： 1、电弧焊时，熔滴过渡的形式主要有（短路过渡）、小颗粒过渡和大颗粒过渡。 2、焊机的外特性是指在规定运行范围内，其稳态（输出电流）和端电压之间的关系。 3、产生焊接点呼磁偏吹的原因有：（接地线位置不正确），焊条和焊件的位置不对称及焊接电流较大等。 4、合金钢按其用途，可以分为：结构钢，工具钢和（特殊性能刚）
焊接残余应力
焊接残余应力 残余应力是什么？ 残余应力是指在没有外力或外力矩作用的条件下，构件或材料内部存在并且自身保持平衡的宏观应力。 一、残余应力是哪种内应力？ 1内应力的分类 根据作用范围大小可分为三类： 第一类内应力（又称“宏观应力”）贯穿于整个物体内部； 第二类内应力存在于单个晶粒的内部，当这种平衡遭到破坏时，晶粒尺寸会发生变化； 2残余应力所属类别 残余应力是第一类内应力的工程名称。 残余应力形成的根本原因是微观上不同原子或者同种原子不同排列方式造成材料成分或者结构上的不均匀性导致的原子间相互作用力的变化在宏观上的体现。 二、哪些加工成型过程会导致残余应力？ 铸造、锻压、焊接、喷涂以及各类机械加工成型过程中都会导致材料出现残余应力。 本文关注的对象是焊接残余应力。焊接残余应力是焊件产生变形、开裂等工艺缺陷的主要原因，焊接变形在制造过程中危及形状与尺寸公差、接头安装偏差和增加坡口间隙，使制造过程更加困难；焊接残余应力可使焊缝特别是定位焊缝部分或完全断开；机械加工过程中释放的残余应力也会导致工件产生不允许的变形。同时，焊接残余力可能引起结构的脆性断裂，拉伸残余应力会降低疲劳强度和腐蚀抗力，压缩残余应力会减小稳定性极限。因此，焊接残余应力一直是焊接界关注的重点问题之一。
三、焊接残余应力的控制方法 在制造过程中的工艺措施和方法 采用线能量小的工艺参数和焊接方法及强制冷却措施 采用合理的焊接顺序和方向，调整残余应力分布 1）先焊收缩量大的焊缝和应力较大的焊缝； 2）焊缝交叉时，先焊短焊缝，后焊直通长焊缝； 采取降低焊缝拘束度的工艺措施，补偿焊缝收缩量； 锤击多层焊缝中间各层，使之延展，降低应力和拘束度； 预拉伸补偿焊缝收缩（机械拉伸或热拉伸） 局部加热，在构件的相应部分形成可补偿焊缝收缩的变形； 低应力无变形焊接法 四、焊接残余应力的消除方法 1）利用机械力或冲击能分为焊缝滚压法、机械拉伸法、锤击法、振动法、爆炸法。 2）热处理整体高温退火、局部高温退火、温差拉伸法（低温消除应力法）、拟焊接加热法。
《焊接结构学》期末考试试卷
《焊接结构学》期末考试试卷 一、名词解释 1.内应力：是指在没有外力的条件下平衡于物体内部的力。 2.解理断裂：是沿晶内一定结晶学平面分离而形成的断裂，是一种晶内断裂。 3.应力腐蚀开裂：是指在拉应力和腐蚀共同作用下产生裂纹的现象。 4.温差拉伸法：是利用在焊接结构上进行的不均匀加热造成的适当的温度差，来使焊缝及其附近区域产生拉伸塑性变形，从而抵消焊接时所产生的压缩塑性变形，达到消除部分焊接残余应力的目的。 5.焊接结构：用焊接的方法生产制造出来的结构。 6.焊接温度场：是指在焊接过程中，某一时刻所有空间各点温度的总计或分布。 7.应力集中：是指接头局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。 8.焊接变形：由于焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。 9.联系焊缝：是一种焊缝与被连接的元件是并联的，它仅传递很小的载荷，焊缝一旦断裂结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝。 10.工作焊缝：是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就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝。 11.动应变时效：金属和合金在塑性变形时或塑性变形后所发生的时效过程 12.焊接残余应力：焊件在焊接过程中，热应力、相变应力、加工应力等超过屈服极限， 以致冷却后焊件中留有未能消除的应力。这样焊接冷却后的残余在焊件中的宏观应力称为残余焊接应力。 13. 焊接热循环:在焊接过程中，工件上的温度随着瞬时热源或移动热源的作用而发生变 化，温度随时间由低而高，达到最大值后，又由高而低的变化称为焊接热循环。14.延性断裂：伴随明显塑性变形而形成延性断口（断裂面与拉应力垂直或倾斜，其上具有细小的凹凸，呈纤维状）的断裂。 二、简答题 1.焊接结构的优点？ 焊接结构的优点：（1）焊接可以把不同形状，不同厚度，不同材料的工件连接起来，且可与母材相当，同时可使产品重量减轻，生产成本明显降低。（2）焊接是一种金属原子间的结合，刚度大，整体性好，不像机械连接那样有间隙，可以减少变形，且能保证容器类结构的气密性和水密性。（3）与铸、锻等其它加工方法相比，生产焊接产品一般不需要大型贵重设备。投资少，见效快。（4）大多数焊接结构生产工艺简单，设备的操作比较容易，应用面非常广泛。（5）焊接特别适用于几何尺寸大，而材料较分散的制品。（6）焊接结构的生产可实现全过程的质量跟踪。比如生产过程中的声发射检测技术，焊前的材料检验，焊后的多种检测手段（X射线，超声波）等。 2.简述焊接残余变形的分类及特点？ ①纵向收缩变形，即构件焊后在焊缝长度方向上发生收缩。②横向收缩变形，即构件
消除残余应力的方法
消除残余应力的方法(金属)——时效处理 消除残余应力的方法(金属)——时效处理 金属工件(铸件、锻件、焊接件)在冷热加工过程中都会产生残余应力，残余应力值高者（单位为Pa）在屈服极限附近构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度、降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂，由于残余应力的松弛，使零件产生变形，大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低和消除工件的残余应力就十分必要了，特别是在航空航天、船舶、铁路及工矿生产等应用的，由残余应力引起的疲劳失效更不容忽视。 目前的针对残余应力的不同处理方法有：自然时效方法和人工时效方法（包括热处理时效、敲击时效、振动时效、超声冲击时效） 1、自然时效——适合：热应力（铸造锻造过程中产生的残余应力）冷应力（机械加工过程中产生的残余应力）焊接应力（焊接过程中产生的应力） 自然时效是最古老的时效方法。它是把构件露天放置于室外，依靠大自然的力量，经过几个月至几年的风吹、日晒、雨淋和季节的温度变化，给构件多次造成反复的温度应力。再温度应力形成的过载下，促使残余应力发生松弛而使尺寸精度获得稳定。 自然时效降低的残余应力不大，但对工件尺寸稳定性很好，原因是工件经过长时间的放置，石墨尖端及其他线缺陷尖端附近产生应力集中，发生了塑性变形，松弛了应力，同时也强化了这部分基体，于是该处的松弛刚度也提高了，增加了这部分材质的抗变形能力，自然时效降低了少量残余应力，却提高了构件的松弛刚度，对构件的尺寸稳定性较好，方法简单易行，但生产周期长.占用场地大，不易管理，不能及时发现构件内的缺陷，已逐渐被淘汰。 2、热处理时效——适合：热应力（铸造锻造过程中产生的残余应力）冷应力（机械加工过程中产生的残余应力）焊接应力（焊接过程中产生的应力） 热时效处理是传统的消除残余应力方法。它是将构件由室温缓慢，均匀加热至550℃左右，保温4-8小时，再严格控制降温速度至150℃以下出炉。 热时效工艺要求是严格的，如要求炉内温差不大于±25℃，升温速度不大于50℃/小时，降温速度不大于20℃/小时。炉内最高温度不许超过570℃，保温时间也不易过长，如果温度高于570℃，保温时间过长，会引起石墨化，构件强度降低。如果升温速度过快，构件在升温中薄壁处升温速度比厚壁处快的多，构件各部分的温差急剧增大，会造成附加温度应力。如果附加应力与构件本身的残余应力叠加超过强度极限，就会造成构件开裂。 热时效如果降温不当，会使时效效果大为降低，甚至产生与原残余应力相同的温度应力（二次应力、应力叠加），并残留在构件中，从而破坏了已取得的热
焊接应力与变形试题汇总
第一章焊接应力和变形 一、判断题（在题末括号内，对的画√，错的画×） 1、焊接接头在焊接热循环过程中，形成拉伸应力应变，并随温度降低而降低。（） 2、焊缝的纵向收缩量，随焊缝的长度、焊缝熔敷金属截面积的增加而增加，随焊件截面积的增加而减小。（） 3、同样厚度的焊件，一次就填满焊缝时产生的纵向收缩量比多层焊大。（） 4、横向收缩量随焊接热输入的提高而增加，随板厚的增加而减小。（） 5、挠度f 是指焊件在焊后的中心轴偏离焊件原始中心轴的最大距离。（） 6、焊缝纵向收缩量随焊缝及其两侧的压缩塑性变形区的面积和焊件长度的增加而增加。（） 7、焊接对接接头的横向收缩量比较大。（） 8、当焊缝不在焊件截面中性轴上时，只有纵向收缩才能引起挠曲变形。（） 9、同样的板厚和坡口形式，多层焊要比单层焊角变形大，焊接层数越多，角变形越大。（） 10、不同的焊接顺序焊后将产生不同的变形量，如焊缝不对称时，应先焊焊缝少的一侧，这样可以减小整个焊件的焊接变形。（） 11、火焰校正角变形时，采用正面线状热源，背面跟踪水冷的效果最好。（） 12、火焰校正横向收缩变形时，采用正面线状热源加热，同时再配以正面跟踪水冷的效果最好。（） 13、采用火焰加热与水冷却联合校正时，要在受加热的钢材没失去红热态前浇水。（） 14、角焊缝的纵向收缩量，与角焊缝横截面积有关，与焊接接头总横截面无关。（） 15、铝比钢的导热率和线膨胀系数大，所以，铝的横向收缩量也较大。（） 16、角焊缝与对接焊缝相比，其横向收缩量大。（） 17、角变形是焊接过程中焊接区内沿板材厚度方向不均匀的纵向收缩而引起的回转变形（）
18、角变形是由于坡口形状不对称，是纵向收缩在厚度方向上分布不均匀造成的。（） 19、坡口角度对角变形影响很大。（） 20、焊缝截面形状对角变形量的影响不大。（） 21、T型接头角焊缝所引起的角变形，主要取决于焊角尺寸大小，与焊件厚度无关。（） 22、偏离焊件截面中性轴的纵向焊缝，只能引起焊件的纵向收缩，不会引起弯曲变形。（） 23、工字梁的弯曲变形，与焊件的长度成正比，与焊缝距中性轴的偏心距成反比。（） 24、工字梁的弯曲变形，与焊件截面惯性距成正比，与材料的弹性模量成反比。（） 25、为减小波浪变形，可采取措施：降低焊接压应力和降低临界应力。（） 26、焊前装配不良，在焊接过程中会产生错边变形。（） 27、焊接接头两侧金属受热不平衡是产生错边的主要原因。（） 28、扭曲变形是由于焊件装配不良，施焊顺序或方向不当，使焊缝纵向或横向收缩变形或角变形产生不均匀、不对称而引起的。（） 29、焊缝在焊件中的不对称布置，容易引起角变形。（） 30、焊接接头重心与焊件截面重心不重合，容易引起角变形。（） 31、焊缝在焊件中的对称布置，不仅引起收缩变形，而且还引起角变形。（） 32、焊件抵抗弯曲变形的刚性主要取决焊件的截面积。（） 33、非对称布置的焊缝，应先焊焊缝长的一侧，后焊焊缝短的一侧。（） 34、焊接过程中采用的热输入越大，产生的热压缩塑性变形也越大，焊接变形也大。（） 35、焊件坡口尺寸越大，填充金属越多，变形就越大。（） 36、1m 以上的长焊缝，采用从中心向两端焊或逐段跳焊，焊后变形最小。（） 37、采用间断角焊缝代替连续角焊缝，可显著的减小纵向弯曲变形。（） 38、园筒体纵向焊缝横向收缩引起的直径误差，可通过预留收缩余量法加以克服。
焊接应力产生的原因及处理方法
1．焊接应力的分类 焊接过程是一个先局部加热，然后再冷却的过程。焊件在焊接时产生的变形称为热变形，焊件冷却后产生的变形称为焊接残余变形，这时焊件中的应力称为焊接残余应力。焊接应力包括沿焊缝长度方向的纵向焊接应力，垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。 2．焊接残余应力对结构性能的影响 （1）对结构静力强度的影响：焊接应力不影响结构的静力强度。 （2）对结构刚度的影响：焊接残余应力降低结构的刚度。 （3）对受压构件承载力的影响：焊接残余应力降低受压构件的承载力。（4）对低温冷脆的影响：增加钢材在低温下的脆断倾向。 （5）对疲劳强度的影响：焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。 焊接过程中，对焊件进行不均匀加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本 原因。 减少焊接应力与变形的工艺措施主要有： 一、预留收缩变形量。根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考 虑收缩余量， 以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。 二、反变形法。根据理论计算和实践经验，预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形，以抵消焊后产生的变形。 三、刚性固定法。焊接时将焊件加以刚性固定，焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形。此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结构。 四、选择合理的焊接顺序。尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时，应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝，以防在焊缝交接处产生裂纹。如果焊缝较长，可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀，从而减少了焊接应力和变形。 五、锤击焊缝法。在焊缝的冷却过程中，用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形，抵消一部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形。 六、加热“减应区”法。焊接前，在焊接部位附近区域(称为减应区)进行加热使之伸长，焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩，可有效减小焊接应力和变形。 七、焊前预热和焊后缓冷。预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差，降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来，从而减少焊接应力与变形。焊后消除应力处理： 1、整体热处理：消除应力的程度主要决定于材质的成分、组织、加热温度和 保温时间。低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度，保温20~40h，可基本
焊接残余应力的消除方法——【焊接工艺】
焊接残余应力的消除方法 焊接残余应力是焊接技术带来的一个几乎无法避免的缺陷，其危害众所周知。当焊接造成的残余应力会影响结构安全运行时，还需设法消除焊接残余应力，改善焊接接头的塑性和韧性，以提高焊件结构性能。 一、焊接的应力与应变： 在接过程中，由于焊接件产生温度梯度，接头组织和性能的不均匀，就会在焊件内产生应力和应变。焊后残留在焊件内的焊接应力就是焊接残余应力，它是没有外载荷作用时就存在的应力。 二、焊接残余应力的危害： 焊接残余应力与外载荷产生的应力叠加，局部区域应力过高，使结构承载能力下降，引起裂纹和变形，使焊件形状和尺寸发生变化，需要进行矫形。变形过大会因无法矫形而报废甚至导致结构失效。 三、减少焊接残余应力和变形的措施： ①设计 ②焊接工艺 如： ?尽量减少焊接接头数量 ?相邻焊缝间应保持足够的间距 1
?尽可能避免交叉，避免出现十字焊缝 ?焊缝不要布置在高应力区 ?焊前预热等等 四、焊后残余应力的消除方法 消除焊接残余应力的方法有：热处理、锤击、振动法和预载法等。 1、热处理消除法 焊后热处理是一种消除焊接残余应力常用的方法。工程上我们主要用退火处理，退火温度越高、保温时间越长，消除焊接残余应力的效果就越好。但是温度过高，使工件表面氧化比较严重，组织可能发生转变，影响工件的使用性能，存在弊端。蠕变应力松弛理论为热处理消除焊接残余应力提供了另一条思路，工件在较低温度时会发生蠕变，材料内部的残余应力会因应力松弛而得到释放，只要保温时间足够长，理论上残余应力可完全消除。在低温消除焊接残余应力时，材料的组织和性能变化甚微，几乎不影响材料的使用性能，而且低温处理材料表面的氧化和脱碳也比较小，这就可以在材料的力学性能和组织基本不变的情况下达到降低材料焊接残余应力的目的。 2、锤击消除法 2
焊接温度场及残余应力测量方法总结
焊接温度场及残余应力测量方法总结 一、焊接温度场测量方法 多年来，基于物体的某些物理化学性质（例如，物体的几何尺寸、颜色、电导率、热电势和辐射强度等）与温度的关系，开发了形式多样的温度测量方法和装置，综合温度测量的现状，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。 1、接触式测温方法 接触式测温方法的感温原件直接置于被测温度场或介质中，不受到黑度、热物理性参数等性质的影响，具有测温精度高、使用方便等优点。但是对于瞬态脉动特性的对象，接触式测温方法难以作为真正的温度场测量手段。主要是由于接触法得到的是某个局部位置的信号，如果要得到整个温度场的信号，必须在温度空间内进行合理的布点，才可以根据相应的方法（如插值法等）获得对温度场的近似。 常用的接触式测温方法有，电偶测温法。热电偶是用两种不同的导体（或者半导体）组成的闭合回路，两端接点分别处于不同温度环境中，与当地达成热平衡时会产生热电势，标定后可用来测量温度。理想的热电偶测温方法,是将参比端 E,再查分度表反置于0℃的恒温槽中,通过测量2个不同导体A和B的热电动势ab 求出被测温度t。由于让参比端保持0℃有时比较困难,实际应用中常常需要参比端恒温处理或温度补偿。热电偶测温法有几个优点:精度比较高,因为热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响；测量范围大,通常可在-50~1600℃范围内连续测量；结构简单,使用方便。但是,热电偶测温法也有一定的缺点:每次测量的点数有限(最多几个点),难以反映整个焊接温度场的情况;此外,金属的电阻和熔池中液体的流动会阻碍热传导,从而给热电偶的测量带来一定的误差。 2、非接触式测温法 非接触测温法分为两大类：一类是通过测量介质的热力学性质参数，求解温度场（如声学法);另一类是通过高温介质的辐射特性，通过光学法来测量温度场。非接触式测温方法由于测温元件不与被测介质接触，不会破坏被测介质的温度场和流场；同时，感温元件传热惯性很小，因此可用于测量不稳定热力过程的温度。其测量上限不受材料性质的影响，可在焊接等高温场合应用。目前常用的测试方法主要有以下几种: 2.1、红外热像法 随着红外技术和计算技术的发展,红外热象法测定焊接温度场成为近代一种新技术。红外热成像测温技术为非接触式测温,响应快,不破坏被测物体的温度场,可以检测某些不能接触或禁止接触的目标,红外热像技术显示出其在测试物体温度场方面的优势。在实际的测量过程中，一般先采用热电偶标定被测物体的发射率，然后再用红外热像仪测定物体的温度场。
焊工练习试题四和答案
理论考试题四 姓名：工号：得分：—————————————————————————————————— 一、判断题（下列判断题中，正确的打“√”，错误的打“×”；每题1分） 1.弧光中的紫外线可造成对人眼睛的伤害，引起白内障。（） 2.焊工尘肺是指焊工长期吸入超过规定浓度的烟尘或粉尘所引起的肺组织纤维 化的病症。（） 3.铸件补焊前应准确确定缺陷的位置、性质和形状。（） 4.不锈钢复合板焊接时，坡口一般都开在基层（低碳钢）上。（） 5.异种钢焊接接头的抗拉强度按抗拉强度规定值下限较高一侧的母材规定值进 行评定。（） 6.焊接接头弯曲试验结果的合格标准按钢种而定。（） 7.焊接接头冲击试验的目的是用以测定焊接接头各区域的冲击吸收功。（） 8.焊接接头冲击试验的缺口只能开在焊缝上。（） 9.灰铸铁焊接时不容易产生白铸铁组织。（） 10.管子水平固定位置焊接时，有仰焊、立焊、平焊位置，所以焊条的角度随着 焊接的位置的变化而变换。（）11.焊接方向对控制梁的焊接变形时很重要的。不同的焊接方向引起的焊接变形 不同。（） 12.焊接十字形钢柱的第一道焊缝时，必须进行分段焊接，分段越多越好。（） 13.荧光探伤是一种利用紫外线照射某些荧光物质，使其产生荧光的特性来检查 表面缺陷的方法。（） 14.着色探伤是用来发现各种材料焊接接头，特别是非磁性材料的各种内部缺陷。（） 15.利用反变形发可以用来克服梁的角变形和弯曲变形。（） 16.对梁变形的矫正方法有机械矫正法和火焰矫正法。（） 17.气焊停止时应先关乙炔阀后关氧气阀。（） 18.碳弧气刨刨削电流增加时，刨宽和刨深都增加，其中尤以槽宽增加更为显著。（）
焊接残余应力的测试
90 00 1,2 4A 1: 4B 00 焊接残余应力的测试 、实验目的 1. 了解ASM1.0全自动应力、应变监测记录仪的结构和工作原理。 2. 掌握应力释放法的测试原理及操作技术。 二、实验原理 焊接残余应力的测量方法，按其原理可分为应力释放法、物性变化法（X射线法、磁性法）等，应力释放法又可分为小孔法（即盲孔法）、套孔法与梳状切条法（及全释法）。本实验采用小孔法进行测量。 对板钻小孔可以评价释放的径向应变。在应力场中去一直径为d的圆环，并在圆环上粘贴应变片，在圆环的中心处钻一直接为d o的小孔（图1），由于钻孔使应力的平衡受到破坏，测出孔周围的应力变化，就可以用弹性力学的理论来推算出小孔处的应力。设应变片中心与圆环中的连线与x轴的夹角为a,其释放的径向应变r 和钻孔释放的残余应力之间的关系，可按照带孔无线板的弹性理论， 同时承受双轴薄膜应力x和y （理解为主应力）的条件求解 r A B cos x A Bcos y 2 A1 2E d 24 14d° c d° B 3 — 2E1d d 为了完全确定未知的双轴残余应力状态（两个主应力ar和应，以及主应力方向?，必须至少在圆环上的三个不同测量方向评价释放的径向应变r （如采 用三个应变片组成的应变花）。常用的应变花布置是0、应00、45 和90 ）045和90 （对 图1小孔法所用的应变花示意图
、实验设备及器材 1. ASM1.0全自动应力、应变检测仪一台 2. 残余应力打孔装置一台 3. 焊接铝板一块 4. 应变片、瞬干胶水若干 四、实验方法与步骤 1?将待测部位用砂纸磨至表面光亮，用酒精进行清洗，清除待测部位表面的杂志和氧化物，直到准备粘贴应变片的部位干净为止。 2. 将502速干胶均匀涂于应变片背面，迅速把应变片粘在所测位置，轻压使其与工件表面紧密结合，应变片与金属之间无气泡无脱胶现象。 3. 将应变片末端引线与应变仪连接的导线焊接。注意应使所有应变片的导线 长度保持一致，以免产生电阻值的差异导致测量不准。将应变仪调零，用万用表检查应变片与工件绝缘程度和阻值变化情况。 4. 设置残余应力相应参数，用直径为2.0mm的砖头在应变片中心处打出深2.0mm的盲孔，记录残余应力数据。 五、实验数据记录 六、实验结果整理及分析 1. 焊接残余应力测试过程中哪些因素容易引起测量误差？如何减小误差?
焊接工艺考试题(答案)
焊接工艺考试题 一、填空题（每题1分共35分） 1、焊接方法可以分为三大类：（熔焊）、（压焊）、（钎焊）。 2、焊接的接头形式有（卷边接头）、（对接接头）、（搭接接头）、（T型接头）、和（角接接头）五种。 3、焊接后在焊件中所形成的结合部分即（焊缝）。 4、╯╰符号表示（卷边）焊缝，单边V形焊缝符号为：（）。 5、电焊条由（焊芯）和（药皮）两部分组成. 6、焊接时焊芯有两个功能：一是传导焊接电流，产生（电弧）；二是焊芯本身熔化作为（填充金属），与熔化的基本金属融合形成（焊缝）。 7、焊接常见的缺陷中，在工件上沿焊缝边缘所形成的凹陷叫（咬边）；焊缝中夹有非金属熔渣叫（夹渣）；在焊缝内部或表面形成了空穴，叫（气孔）。 8、根据焊缝倾角和焊缝转角的不同，焊接位置可分为（平焊）、（立焊）、（横焊）和（仰焊）四种。 9、气焊、气割所用的气体分为两大类，即（助燃气体）和（可燃气体），可燃气体种类很多，目前最常用的是（乙炔）。 10、焊炬又称焊枪。焊炬按可燃气体进入混合室的方式不同，可分为（射吸式）和（等压式）两种。目前常用焊炬为（射吸式）。 11、焊接残余变形的种类：纵向收缩变形、（横向收缩变形）、（弯曲变形）、（角变形）、扭曲变形、（波浪变形）。 12、矫正焊接变形的方式有（机械）矫正法和（火焰加热）矫正法两种。 二、选择题（每题2分共20分） 1、下列不属于焊接缺点的是（D） A 应力集中比较大B易产生焊接缺陷 C 易产生脆性断裂和降低疲劳强度 D 减轻结构重量 2、下列不属于焊条药皮的作用是（A） A 传导焊接电流 B使焊条具有良好的焊接工艺性能 C具有保护、冶金、改善焊接工艺性能的作用 D保证焊缝金属获得具有合乎要求的化学成分和机械性能 3、我厂在机壳焊接中，对较大尺寸焊缝要求采用（B） A 单层焊道 B 多层多道焊 C 大尺寸长焊道 D 钎焊 4、以下不属于焊瘤产生的原因是（D） A电弧拉得太长B焊接速度太慢 C焊条角度或运条方法不正确 D 焊接电流太小 5、以下操作会导致气孔缺陷的是（C） A选用酸性焊条，如J××2 B焊前应仔细清理工件坡口上的油污、锈、氧化皮等 C焊条未进行烘干直接使用 D采用短弧焊
焊接残余应力的测试
焊接残余应力的测试 一、实验目的 1.了解ASM1.0全自动应力、应变监测记录仪的结构和工作原理。 2.掌握应力释放法的测试原理及操作技术。 二、实验原理 焊接残余应力的测量方法，按其原理可分为应力释放法、物性变化法（X 射线法、磁性法）等，应力释放法又可分为小孔法（即盲孔法）、套孔法与梳状切条法（及全释法）。本实验采用小孔法进行测量。 对板钻小孔可以评价释放的径向应变。在应力场中去一直径为d 的圆环，并在圆环上粘贴应变片，在圆环的中心处钻一直接为d 0的小孔（图1），由于钻孔使应力的平衡受到破坏，测出孔周围的应力变化，就可以用弹性力学的理论来推算出小孔处的应力。设应变片中心与圆环中的连线与x 轴的夹角为α，其释放的径向应变r ε和钻孔释放的残余应力之间的关系，可按照带孔无线板的弹性理论，同时承受双轴薄膜应力x σ和y σ（理解为主应力）的条件求解。 ()()y x r B A B A σασαεcos cos +++= 2 021? ? ? ??+-=d d E A μ ??? ??? ????? ??-??? ??++-=4 02031421d d d d E B μμ 图1 小孔法所用的应变花示意图 为了完全确定未知的双轴残余应力状态（两个主应力σ1和σ2，以及主应力方向β），必须至少在圆环上的三个不同测量方向评价释放的径向应变r ε（如采用三个应变片组成的应变花）。常用的应变花布置是?=0α、?=45α和?=90α（对应00ε、45ε和90ε）。 ()()20090452009000 902,1--2-B 41 A 4εεεεεεε σ+±+=
三、实验设备及器材 1. ASM1.0全自动应力、应变检测仪一台 2. 残余应力打孔装置一台 3. 焊接铝板一块 4. 应变片、瞬干胶水若干 四、实验方法与步骤 1.将待测部位用砂纸磨至表面光亮，用酒精进行清洗，清除待测部位表面的杂志和氧化物，直到准备粘贴应变片的部位干净为止。 2.将502速干胶均匀涂于应变片背面，迅速把应变片粘在所测位置，轻压使其与工件表面紧密结合，应变片与金属之间无气泡无脱胶现象。 3.将应变片末端引线与应变仪连接的导线焊接。注意应使所有应变片的导线长度保持一致，以免产生电阻值的差异导致测量不准。将应变仪调零，用万用表检查应变片与工件绝缘程度和阻值变化情况。 4.设置残余应力相应参数，用直径为2.0mm的砖头在应变片中心处打出深2.0mm的盲孔，记录残余应力数据。 五、实验数据记录 六、实验结果整理及分析 1. 焊接残余应力测试过程中哪些因素容易引起测量误差？如何减小误差？ 1、应变片的粘贴质量。应变片粘贴不好会引起数据漂移和精度下降。
焊接过程模拟与焊接变形、焊接Ansys应力有限元分析(试题学习)
焊接过程模拟与焊接变形、焊接Ansys应力有限元分析 1.1 焊接变形与焊接应力 焊接时，加热和冷却循环总会导致一定程度的变形，焊接变形对尺寸稳定性以及结构力学性能都有很大的影响，控制焊接变形在焊接加工中是一个关键的任务。 在钢结构焊接中，焊接工艺会使构件温度场产生不均匀变化，从而在构件中产生复杂的残余应力分布。残余应力是一种自相平衡的力系，当构件承受荷载时，如受拉、受压等，荷载引起的应力将与截面残余应力相叠加，从而使构件某些部位提前达到屈服强度，并发生塑性变形，故会严重降低构件的刚度和稳定性以及结构疲劳强度。 对构件进行焊接，在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，焊接中心处温度可达1600℃，高温区的钢材会发生较大程度的膨胀伸长，但受到相邻钢材的约束，从而在焊件内引起较高的温度应力，并在焊接过程中，随时间和温度而不断变化，称其为焊接应力。焊接应力较高的部位，甚至将达到钢材的屈服强度而发生塑性变形，因而钢材冷却后将有残存于焊件内的应力，称为焊接残余应力。并且在冷却过程中，钢材由于不能自由收缩，而受到拉伸，于是焊件中出现了一个与焊件加热方向大致相反的内应力场。 1.2 Ansys有限元焊接分析 为通过对焊接过程的三维有限元模拟分析以及焊接后构件变形及残余应力分布分析，为评估焊接对焊件的影响提供更加合理、有效、可靠的分析数据，并为焊接工艺提供一定的指导，为采用的焊接过程提供一定的分析依据，采用大型有限元计算软件Ansys作为分析工具对焊接过程与焊件的变形与残余应力进行了分析。 ANSYS有2种方式来考虑热分析与力学分析之间的耦合,即直接耦合和间接耦合。 间接耦合法的处理思路为先进行温度场的模拟,然后将求出的结点温度作为体载荷施加在结构中,计算焊接残余应力与变形。即：
焊接残余应力
焊接残余应力 一、焊接残余应力的分类 1．按焊接残余应力产生的原因分类 （1）温度应力（又称热应力）：它是由于金属受热不均匀，各处变形不一致且相互约束而产生的应力。焊接过程中温度的应力是不断变化的，且峰值一般都达到屈服强度，因此产生塑性变形，焊接结束并冷却后产生残余应力保存下来。（2）组织应力：焊接过程中，引起局部金属组织发生转变，随着金属组织的转变，其体积发生变化，而局部体积的变化受到皱纹金属的约束，同时，由于焊接过和中是不均匀的加热与冷却，因此组织的转变也是不均匀的，结果产生了应力。（3）拘束应力：焊件结构往往是在拘束条件下焊接的，造成拘束状态的因素有结构的刚度、自重、焊缝的位置以及夹持卡具的松紧程度等。这种在拘束条件下的焊接，由于受到外界或自身刚度的限制，不能自由变形就产生了拘束应力。（4）氢致应力：焊缝局部产生显微缺陷，扩散氢向显微缺陷处聚集，局部氢的压力增大，产生氢致应力。氢致应力是导致焊接冷裂纹的重要原因。 2．按照焊接残余应力在结构中的作用方向分类 （1）单向应力：应力在焊件中只沿一个方向产生的应力。
（2）双向应力：焊接应力存在于焊件中的一个平面不同方向上（也称平面应力）。 3．体积应力：焊接应力在焊件中沿空间三个方向上发生。 二、控制焊接残余应力的工艺措施 控制焊接残余应力应从设计和工艺两个方面考虑。（1）设计方面： 在保证有足够强度的前提下，尽量减少焊缝的数量和尺寸，选择合理的接头形式，将焊缝布置在构件最大应力区之外。 （2）工艺方面： 1）选择合理的组焊顺序 施焊时，要考虑焊缝尽可能的收缩，以减小结构的拘束
度，从面降低焊接残余应力，其原则是：减小拘束，尽量使每条焊缝能自由的收缩；多种焊缝焊接时，应先焊收缩量大的焊缝；长焊缝宜从中间向两头施焊，避免从两头向中间施焊。 2）选择合理的焊接参数 需要严格控制焊接残余应力的构件，焊接时尽可能地选用较小的焊接电流和较快的速度，减小焊接热输入，以减少焊接的受热范围。对于多道施焊焊缝，采用小的焊接参数进行多层多道施焊，并控制道间温度。 3）采用反变形法 就是通过预先留出焊缝能够自由收缩的余量，使焊缝能够在一定程度上收缩，从面降低焊接残余应力。 1）采用加热“减应区”法 焊接前，选择构件的适当部位加热，使其伸长，在焊后冷却时，加热区的收缩与焊缝的收缩方向相同时，使焊缝能自由收缩，从而降低内应力。 2）采用锤击方法 每焊完一道焊缝，在焊缝冷却时同时锤击焊缝，使焊缝得到一定的延伸，可以减小焊接残余应力。 3）减小氢的措施及消氢处理 尽量选择氢型碱性焊接材料，焊接材料洪干后使用，同时，对焊接区域及其采取预热、打磨、等措施，去除水分、
焊接工艺专业技术练习试题和答案
焊接工艺专业技术职称评定试题岗位：姓名：得分： 注意事项 1、考试时间：120分钟。 2、请首先按填写您的岗位和姓名。 3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。 4、不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关的内容。 一、单项选择题（第1题～第20题，将正确的答案填入括号中，每题1分，满分20分） 1. CO2气体保护焊随着气瓶中CO2气体压力的降低，CO2气体中含水量将（ A ）。 A.增加 B.不变 C.减少 C.略减 2.点焊机的电极头常用( B )材料。 A.紫铜 B. 铬锆铜 C.黄铜 D.碳棒 3. 低碳钢板电阻点焊，焊点压痕深度不超过板厚的（ A ）。 A. 20% B.30% C.40% D.50% 4. 定位单件时焊接夹具一般采用的定位方式是（ C ）。 A. 两圆销定位 B. 两菱形销 C. 一圆销和一菱形销 D. 零件与零件定位 5.以下三种焊钳臂通过工艺孔如下图所示，那一种方式焊接操作性最好（ A ）。 A. ① B. ② C. ③ 6．V型块定位主要用于（ D ）。 A.较长精基准定位用 B.阶梯轴定位 C.较长、较重工件定位用 D.以上都包括 7.焊接生产线夹具BASE上基准线最小刻度单位：（ B ）。 A. 50mm B. 100mm C. 200mm D. 300mm 8. 国家标准规定，工作企业噪声不应超过（ B ）。 A.50dB B.85dB C.100dB D.120dB 9.常用焊接生产线工位间传输工具有哪些（ D ）。 A. 电葫芦、PICK-UP、滑撬、滚床 B. 电葫芦、PICK-UP 、SHUTTLE C. PICK-UP 、SHUTTLE 、滚床、滑撬 D.电葫芦、PICK-UP 、SHUTTLE 、滚床、滑撬 10. 焊接接头的疲劳强度比铆焊疲劳强度（ B ），主要是因为焊接应力变形。 A.大 B.小 C.相等 D.以上都不对 11. 焊装厂所使用的悬挂点焊机最多能安装多少把焊钳，每把焊钳有多少个规范（ C ）。 A. 1把焊钳，1个规范 B. 2把焊钳，1个规范 C. 2把焊钳，2个规范 D. 1把焊钳，2个规范 12. 电阻焊的基本循环顺序为（ D ）。 A.预压—锻压—焊接—休止 B.焊接—预压—锻压—休止 C.焊接—锻压—预压—休止 D.预压—焊接—锻压—休止 13.焊机焊钳设备的压缩空气压力通用标准为（ C ）。 A. 0.1～0.3MPa B. 0.3～0.4MPa C. 0.4～0.6MPa D. 0.6～0.8MPa 14.点焊时，电极压力变大可能的影响是：（ A ）。 A. 焊点压痕变深 B. 严重飞溅 C. 总电阻变大 D. 电流密度变大 15. 点焊焊接时间用周波表示，每个周波时长是（ D ）秒。 A. 0.01 B. 0.2 C. 0.1 D. 0.02 16. 焊钳X25-6226: 25表示预定电极压力为多少；62表示焊钳的喉深长度为多少；26表示焊钳的喉宽为多少。 （ B ） A、250N，62mm，26mm B、250Kg，620mm，260mm C、250N，620mm，260mm D、2500N，62mm，26mm 17.夹具点检内容包括：定位销、定位面、压紧单元、以及（ A ）等。 A.零件与夹具的配合情况 B.零件定位孔是否变形 C.零件变形 D.以上都不对 18.点焊机DN3-160字母数字表示的意义：D表示什么意思，N表示什么意思，3表示什么意思，160表示变压器
焊工高级理论知识试题(答案)
焊工高级理论知识试题 一、判断题(第161题～第200题。将判断结果填入括号中。正确的填“√”，错误的填“×”。每题0、5分，满分20分。) 一、判断题 1、耐压试验附有降低焊接应力的作用。( √ ) 2、气压试验的气体温度不得高于15℃。( × ) 3、将水、气等充入容器内徐徐加压以检查其泄漏，耐压破坏等的试验叫耐压检验。( √ ) 4、用水作为介质的耐压试验叫水压试验。( √ ) 5、水压试验只能用来检查泄露。( × ) 6、利用容器内外的压力差检查有无泄漏的试验叫气密性试验。 ( √ ) 7、进行气压试验前，要全面复查有关技术文件。( √ ) 8、氧气也可以作气密性检验的气体。( × ) 9、煤油检验是常用的密封性检验方法。( √ ) 10、当高速的离子打击在金属表面上时，在金属表面就会产生X射线。( × ) 11、利用电子计算机记忆功能就自动控制焊机按不同需要进行调节。( √ ) 12、焊条焊芯的圆心与药皮的圆心偏离程度越大，焊接性能越好。( × ) 13、焊接接头的硬度试验应在其纵截面上进行。( × )
14、容器壳体的内表面和随容器整体出厂的内件一般不涂漆。( √ ) 15、系统的操作可以通过鼠标来高效地完成，也可以通过键盘来完成。( √ ) 16、恰当地选择装配一焊接次序是控制焊接结构的应力与变形的有效措施之一。( √ ) 17、基本除去焊条药皮吸附水的烘干温度是100℃以上。( √ ) 18、插销式试验方法主要来评定氮致延迟裂纹中的焊根裂纹。( × ) 19、铰接柱脚其支承柱和柱子连接处应焊补强板以提高局部强度及刚性。( √ ) 20、系统的操作应该通过鼠标来完成。( × ) 21、劳动定额有两种，一是工时定额，二是产量定额。( √ ) 22、为了完成一定的生产工作而规定的必要劳动量称为劳动定额。( √ ) 23、由于焊缝大部分集中在梁的上部，焊后会引起上挠的弯曲变形。( × ) 24、压力容器产品焊接试板也可以是按照预定的焊接工艺制成的用于试验的焊件。( √ ) 25、氢在焊接接头中容易引起冷裂纹。( √ ) 26、渗透探伤，为了探测细小的缺陷，可将工件表面预热到40～50℃。( √ ) 27、刚性固定对接裂纹试验对焊缝的拘束过于严重，因此，很不容易产生裂纹。( × ) 28、用可变拘束试验方法测定母材的冷裂纹敏感性时，可以采用不加填充焊丝的钨极氩弧焊熔敷焊道。( × )
焊接残余应力讲义
焊接残余应力讲义 张思功 0317 焊接应力：钢材焊接时在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，焊接中心处可达1600o C以上，高温部分钢材要求较大的膨胀伸长但受到邻近钢材的约束，从而在焊件内引起较高的温度应力，并在焊接过程中随时间和温度而不断变化，称为焊接应力。 焊接残余应力：焊接应力较高的部位将达到钢材屈服强度而发生塑性变形，因而钢材冷却后将有残存于焊件内的应力，称为焊接残余应力。 当局部受热温度较低时，温度应力和变形将在弹性范围以内，并随温度的升降而按比例增减。钢板完全冷却后，应力和变形恢复到零，不产生残余应力（假定原始钢板无残余应力）或残余变形。当局部受热温度较高，达到100～150o C（Q235钢）或150～200o C（低合金结构钢）时，钢板中央部分热胀受抑制引起的温度压应力将达到钢材屈服强度；温度再升高 时则进入塑性受压状态，即继续压缩时钢材只发生压缩变形（塑性变形）而应力保持受压 不变。(屈服时，应力不增加但应变会继续增加。) 在厚度不大的焊接结构中，残余应力基本上是双轴的，即只有纵向和横向残余应力，如图1所示的和，而厚度方向温度大致均匀，残余应力很小。只在厚度大的焊接结构 中，厚度方向的应力才达到较高的数值。 图1 焊接残余应力 1.纵向焊接残余应力 焊接结构中的焊缝（求其是组合构件中的纵向焊缝）沿纵向（焊缝长度方向）收缩时，将产生纵向焊接残余应力。 2.横向焊接残余应力 焊接结构的横向（垂直于焊缝长度方向）焊接残余应力是由焊缝及其附近 塑性变形区纵向收缩所引起的，以及因焊缝全长的不同时（有先后顺序）焊 接引起的横向收缩不同时性所引起的合成的。 以钢板对接焊缝为例，焊缝纵向收缩使两侧钢板趋向于形成相反方向的弯曲变形，但实际上焊缝将两侧钢板连成整体不能分开，因而就产生中部受拉两端受 压的自相平衡的横向焊接残余应力，如图2(b)所示.横向收缩不同时性引起的 横向焊接残余应力与焊接方向和顺序有关。每一段焊缝冷却时的横向收缩使
焊接工艺员考试试题(答案)
大部件车间焊接工艺员考试试题 姓名： 一、选择题（每题3分，共30分） 1.关于焊缝许用应力的选择，下述哪些说法是正确的？（A ） A.与焊缝的接头形式有关 B.环境条件对焊缝许用应力无影响 C.焊缝许用应力的选择与应力状态无关 2.焊接接头的疲劳强度之所以比铆焊疲劳强度小，原因是（C ） A.焊接接头性能不均匀 B.结构整体性 C.焊接应力变形 3.在承受主要静载的状态下，构件将发生以下哪些破坏形式？（B ） A. 蠕变 B. 脆性断裂 C. 疲劳断裂 4. 一般情况下，高温使用的焊接接头强度特性值K要考虑下列哪项？（A ） A. 持久强度 B. 持久塑性 C.蠕变极限 5. 静不定系统有哪些优点？（C ） A. 构件变形受阻 B. 计算时与材料无关 C. 能经济的充分利用所使用材料的截面
4.6. 在焊接结构中为什么应尽可能避免交叉焊缝？（B ）A．由于散热差 B. 由于存在产生很高内应力的危险 C. 由于难于焊接 5.7. 哪种结构的脆断倾向较小？（B ） A. 厚壁接头 B. 薄壁接头 C. 具有较高C和N含量的材料 8. 按ISO2553进行焊缝图示时，在说明符号后面可以给出哪些内容？（A ）A．焊接位置 B. 焊接电源种类 C. 施焊焊工号码 9. 如采用X型对接焊取代V型对接焊，则（C ）A．焊接接头性能提高 B. 横向收缩增大 C. 焊接金属耗材降低 10.铝合金国际通用标记方法中，7XXX代表合金成分为（ C ） A. Al-Mg-Si B. Al-Mg-Cu C. Al-Mg-Zn 二、判断题（每题2分，共20分） 1.通过适当的焊接顺序，可以抵消焊接内应力和增大结构刚性。（√） 2.对于一个焊道，一旦开始焊接，就不要间断，直至焊接完成。（√） 3.焊接的不均匀受热是导致应力和焊接变形产生的主要原因。（√） 4.搅拌摩擦焊是一种固态焊接技术，焊接过程不存在焊接材料熔化。（√） 5.MIG焊焊缝发黑是由于焊枪前倾角过大导致。( × ) 6.焊态的接头和焊后消除内应力处理过的同种接头，疲劳强度几乎不变。( × ) 7.焊接结构本身的刚度越大，焊接膨胀和收缩对结构的影响就越小。（√） 8.所有的对接接头焊道都必须完全焊透以保证强度。( × ) 9.过多的热量输入，会使金属晶间产生熔化导致裂纹。（√） 10.金属在自由状态和拘束状态下膨胀和收缩均会产生应力和变形。( × )