焊接结构学口试题解答(200题完整版)

格式：pdf
大小：4.26 MB
文档页数：84

下载文档原格式

焊接结构学口试题解答(200题完整版)

QA ( AP) 2 TA exp[ b 10] hc (4 a 10) 4a 10 QB ( BP) 2 exp[ b 10] hc (4 a 10) 4a 10 TP TA TB TB
正确的做法是，利用 2-58 的固定连续点热源极限状态温度公式，计算 Tlim： q UI Tlim ( R, x)-T0 2 R 2 R 之后利用热饱和和热均匀来计算：
T 0 y
动量方程和连续性方程的边界条件：在固体中和固液相界面上——速度与坐标相同
u u0 , v 0, w 0
在熔池表面上——粘力与表面张力
v z T u z T

T y T x
（3）体积力初始条件体积力 X，Y，Z 包括电磁力和自然对流项
3
v v2 R, 3 t ，查下表获得热饱和函数 ( i , i ) ， 2a 4a
A 点造成 P 的温升：先饱和后热均匀时， T (t ) T0 Tli [(t ) (t 10)] ，t=15s 时的温度； B 点造成 P 的温升：
只有热饱和过程， T (t ) T0 ( i , i )Tli ，计算 10s 的温度；之后二者相加 TP TA TB 。 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？（P22-P23）条件：有不变功率为 q 的连续作用点热源沿半无限体表面匀速直线移动，热源移动速度为 v。忽略起始阶段与收尾阶段，并认为在准稳态温度场。我们考虑极限状态 t∞，以等速度沿半无限体表面运动的、不变功率的点热源的热传导过程极限状态方程 q Rx T ( R, x) exp( v) 2 R 2a q 当 x=-R(热源后方)， T 该点与运动速度 v 无关。 2 R 16. 快速移动热源作用下的温度场有何特征，为什么？（P31）运动速度 v 越大，热源前方的温度下降就越快，当 v 极大时，热量传播几乎只沿横截面进行。往往，快速移动大功率热源工艺参数 q 和 v 成比例增加，以保证单位长度焊缝上的热输入 qw=q/v 为常熟。（焊接时间减少，因此具有重要的实际意义。）此时，加热区的长度于速度成比例增加，其宽度趋近于一个极限值。当移动速度极高时，热传播主要在垂直于热源运动的方向上进行，在热源运动方向上传热很少，可以忽略。应用：作用于半无限体上的快速移动大功率热源——线热源——二维传播作用于无限大板上的快速移动大功率热源——带状热源——一维传播 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？（P27-P28、P31+自想）（1）瞬时高斯热源：瞬时高斯热源在半无限体内的热传播过程是线性热传播过程表达式和平面径向热传播过程表达式的乘积。

焊接结构参考答案

端接接头：多用于密封。
2.电阻焊接头
对焊接头：用于各种杆件和板件的连接。
点焊接头：适用于冲压构件的连接。
缝焊接头：适用于薄壁容器。
2.什么是高处焊接作业？应注意哪些安全事项？
答：焊工在距基准面2m以上、有可能坠落的高处进行焊接作业称为高处焊接作业。
患有高血压、心脏病等疾病的人员与酒人员，不得进行高处焊接作业。
答：1.正确选用材料，既要保证结构安全使用，又要考虑经济效益，使选用的钢材和焊接用填充金属在使用温度下具有合格的缺口韧性。
2.采用合理的焊接结构设计：尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中现象；在满足使用条件的前提下，尽量减少结构的刚度，以降低应力集中程度；重视附件或不受力焊缝的设计。
装配：装配是指将已加工好的零件，采用适当的工艺方法，按生产图样要求的位置关系组合成产品结构的工艺过程。
工序：工序是指一个或一组工人，在一个工作地点对一个或同时对几个工件连续完成的那一部分工艺过程。
工艺过程：工艺过程是指逐步改变原材料、毛坯或半成品的几何形状、尺寸相对位置和力学性能，使其成为半成品或成品的过程。
答：按产生应力的原因分类：热应力、相变应力、塑变应力。
按应力存在的时间分类：焊接瞬时应力、焊接残余应力。
按焊接残余应力在结构中的作用方向分类：单向应力、双向应力、体积应力。
1.设计措施：尽量减少结构上焊缝的数量和减少焊缝尺寸；避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够的距离；采用刚度较小的的接头形式。
2.工艺措施：采用合理的装配-焊接顺序和方向；预热法；冷焊法；降低焊缝的拘束度；加热减应区法。
除焊接结构的装配图外还应有生产必须的部件图和零件图根据产品的使用性能和制作工艺需要在图样上应有完整合理的技术要求若在图样上不能用图形符号表示时则应有文字说明

焊接知识考试试题及答案

焊接知识考试试题及答案考试试题：1. 焊接是一种什么样的加工方法？2. 焊接有哪些基本原理？3. 焊接时，为什么要进行预热和后续热处理？4. 焊接过程中，有哪些常见焊缺陷？5. 请简要介绍焊接中常见的焊接方法。

6. 焊接接头的设计原则是什么？7. 请描述焊接监控和质量控制的方法。

8. 焊接中常用的焊接材料有哪些？9. 焊接中如何处理焊接后的残余应力？10. 请简述焊接安全注意事项。

答案：1. 焊接是一种通过加热和熔化金属以实现材料结合的加工方法。

2. 焊接的基本原理包括熔化、冷凝和固化。

焊接时，通过使用电弧或火焰等加热源，将金属材料加热至熔点以上，使其部分或全部熔化。

然后，通过冷却，使熔融金属冷凝并固化，实现材料的结合。

3. 预热和后续热处理是为了避免焊接接头产生过大的残余应力和减少冷裂纹的产生。

预热可以提高金属材料的塑性，减少残余应力的产生；后续热处理可以进一步调整组织结构，提高焊接接头的强度和韧性。

4. 焊接过程中常见的焊缺陷包括焊缝气孔、夹渣、裂纹、熔合不良等。

这些缺陷可能会对焊接接头的强度和密封性造成影响。

5. 焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊、电阻焊、激光焊、等离子焊等。

每种焊接方法都有其适用的场景和特点。

6. 焊接接头的设计原则包括合理的接头形状和尺寸、充分考虑焊接应力和应变、选择合适的焊接方法和焊接材料等。

7. 焊接监控和质量控制的方法包括焊接过程参数的实时监测、焊接接头的质量检测以及焊接材料和设备的质量控制等。

8. 焊接中常用的焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂等。

不同的焊接方法和焊接材料适用于不同的金属材料和焊接要求。

9. 焊接后的残余应力可以通过热处理、应力释放和机械加工等方法进行处理。

10. 焊接安全注意事项包括佩戴防护眼镜和手套、使用安全可靠的焊接设备、确保通风良好、避免对周围人员和设备造成伤害等。

以上是焊接知识考试试题及答案的内容。

希望对您有所帮助。

焊工理论知识考试题目与答案汇总

焊工理论知识考试题目与答案汇总前言在现代工业生产中，焊接技术已经成为不可或缺的一种工艺。

而焊工也成为了一个非常重要的职业。

在焊工职业中，理论知识的掌握是必不可少的。

通过理论考试的方式，可以评估焊工的技术水平和理论素质。

在此文档中，将列出一些焊工理论考试题目的答案汇总，希望对焊工考试和实际工作有所帮助。

焊工理论考试题目与答案第一部分：焊接基础知识1.什么是焊接？有什么作用？答案：焊接是一种加工方法，用于将金属工件连接在一起。

焊接可以使金属工件实现紧密连接，提高强度，并且可以延长工件的使用寿命。

2.什么是焊渣？答案：焊渣是溶液中的杂质物。

在焊接过程中，熔融的金属与焊剂反应，产生一些杂质物，这些杂质物便组成了焊渣。

3.焊接操作过程中应该注意的细节有哪些？答案：焊接操作过程中应该注意以下细节：–焊接操作时应该穿上焊接服和保护帽等个人防护装备。

–确保焊接工件表面干净，以便于焊接产生更好的效果。

–在焊接前应该调整好焊接设备，确保其能够正常发挥作用。

–焊接过程中应该注意观察态势，如发现可燃物或者热敏感的物品，应该加以保护。

第二部分：焊接工艺1.什么是MIG焊接？答案：MIG焊接是一种化学反应焊接方法。

这种焊接方法使用了惰性气体，以保持焊接区域的稳定和清洁。

在焊接过程中，焊接头和电极熔化，形成间隙部分，惰性气体便能够将空气和其他杂质物排出，减少焊接中的其他不良反应。

2.什么是TIG焊接？答案：TIG焊接是一种熔解氩弧焊接方法。

TIG焊接使用了纯氩气作为保护气体。

TIG焊接技术需要焊工能够精细地控制电流，以达到合适的机械强度。

这种焊接技术相对于其他焊接技术，能够产生更高的焊接质量和接触度。

3.焊接接头类型有哪些？答案：焊接接头根据形式分为如下几种类型：–对接焊接接头：指两个工件的端面互相抵接的接头，然后进行焊接。

–焊角接头：指两个金属工件从不同角度焊接在一起的接头，也称为角焊接头。

–搭接接头：指两个金属工件通过彼此重叠的形式焊接在一起的接头。

焊接结构生产习题及答案

一、填空题1．将加工好的零、部件，采用适当的工艺方法，按生产图样和技术要求连接成部件或整个产品的工艺过程，称为（）。

装配2．焊接生产中常用热处理法来消除焊接残余应力，常用的热处理方法有（）和局部热处理。

整体热处理3．板厚小于6mm的薄板焊接时，易发生（）变形。

波浪变形4．焊接应力按产生的原因分为热应力、相变应力和（）。

塑变应力5．焊接结构装配的三个基本条件是（）、夹紧和测量。

定位6．焊接接头的基本形式有四种：（）、（）、T形接头和角接接头等。

对接接头；搭接接头7．焊接变形有五种基本形式有（）、（）、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形。

收缩变形；角变形8．焊接接头的两个基本属性是（）和（）。

不均匀性；应力集中10．焊接时加热那些阻碍焊接区自由伸缩的部位（称）使之与焊接区同时膨胀和同时收缩，起到减小焊接残余应力的作用，此法称为（）。

加热减应区法11．焊接结构生产中常见的测量项目有（）、平行度测量、垂直度测量、同轴度测量和角度测量。

线性尺寸的测量12．钢材除锈有时用化学除锈法，化学除锈法一般分为（）和碱洗法。

酸洗法13．矫正焊接变形的方法有手工矫正法、机械矫正法和（）。

火焰加热矫正14．焊接结构的疲劳强度，在很大程度上决定于构件中的（）情况。

应力集中15．刚性固定法、反变形法主要用来预防焊接梁焊后产生的（）变形和（）变形。

弯曲；角16.调节焊接应力的主要措施有（）措施、（）措施、焊后（）措施。

设计、工艺、热处理17．对接接头静载强度计算时，不考虑焊缝（）。

余高18．根据应力作用方向，焊接应力可分为（）向应力和（）向应力。

纵；横19．影响弯曲变形的主要因素是压缩塑性变形区的（）、焊缝（）、焊件（）。

宽度；位置；刚性20.角变形与焊接（），接头（），坡口（）等因素有关。

参数；形式；角度21.火焰加热矫正法常用的加热方式有（）加热、（）加热、和（）加热三种形式。

点状；线状；三角形22．反变形法主要用来消除焊件的（）变形和（）变形。

xxxx年焊接结构参考答案及评分标准(a卷).doc

XXXX年X季学期《焊接结构》课程考试参考答案及评分标准（A卷）一、名词解释（每小题3分，共15分）答对1题得三分1.残余应力：有（存在于构件内部的力）这句话至少得两分，否则1-2分。

2.高组配：有（比母材高）这句话至少得两分，否则1-2分。

3.延性断裂：有（显著的塑性变形）这句话至少得两分，否则1-2分。

4.温度NDT:有（无延性断裂）或（无塑性断裂）这句话至少得两分，否则1- 2分。

5.钥焊联合接头：有（钥接和焊接）这句话至少得两分，否则1-2分。

二、判断题（每小题2分，共20分）l.N 2.Y 3.N 4.Y 5. Y 6.N 7.N 8. Y 9. Y 10. Y答对1题的两分三、填空题（每空2分，共20分）1.第一类（答对得分）2.£ = £e - £t（£ = £丁- £e也算正确，得分）3.半破坏性（答破坏性得0-1分）4.不影响（答对得分）5.对接接头（答对得分）6.大于（答对得分）7.温度、化学成分、组织和状态、加载速率、板厚和应力集中（任选三个均算对）8.焊接压应力。

（答焊接残余应力得0-1分）四、简答题。

（45分）1、对静载强度的影响：当构件塑性较好时，无影响；当构件塑性较差时，降低了构件承载能力。

（4分）对疲劳强度的影响：当构件中残余应力为拉应力时构件的疲劳将度将降低，当构件中存在残余压应力时，疲劳强度将提高。

（3分）对刚度的影响：构件中存在着与外力方向一致的残余应力，其数值又达到屈服强度时，其刚度降低，当焊缝附近的残余拉应力未达到屈服强度时，构件经过一次加载、卸载后，如再次加载，只要强度不超过前一次，残余应力将不起作用。

（3分）2.措施：1、合理的设计。

2：必要的工艺措施：（1 ）预留收缩余量，（2）采用反变形法，（3）选择合理的焊接方法和规范，（4）刚性固定法，（5）合理的装配顺序，（6）热调整法（如意思相同，表达不同均算正确，措施给出4-5个，可得全分）单向拉伸a-0.5 三向不等拉伸QV0.53. 把平行于焊缝方向的应力成为纵向残余应力，用j 表示。

焊接结构试题及参考答案

焊接结构试题及参考答案1. 判断题(是画?，非画×，)1.焊接过程中，材料因受热的影响(但未熔化)而发生组织和力学性能变化的区域称为焊接热影响区。

( ? )2.熔合区是焊接接头中综合性能最好的区域。

( × )3.结构刚度增大时，焊接残余应力也随之增大。

( ? )4.为了减小焊接变形，焊接平面交叉焊缝时，应当先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝。

( ? )5.承受动载的重要结构，可用增大焊缝余高来提高其疲劳强度。

( × )6.由于搭接接头不是焊接结构的理想接头，故很少采用。

( ? )7( 锰既是较好的脱氧剂，又是常用的脱硫剂，与硫化合成硫化锰，形成熔渣浮于熔池表面，以减少焊缝的热裂倾向。

( ? )8( 焊接过程中，硫易引起焊缝金属热裂，故一般规定:焊丝中的含硫量不大于0.040%，优质焊丝中不大于0.030%。

( ? )9( 若低碳钢含硫量过高，为防止焊接接头出现裂纹，焊前需进行预热，一般预热温度为100~150?。

( ? ) 10( 多层焊过程中，第一层按规定的预热温度预热，以后各层的预热温度可敬逐层降低。

(× ) 11( 影响焊接热循环的主要因素有:焊接热输入、预热和层间温度、工件厚度、接头形式及材料本身的导热性能等。

( ? )12( 焊接热输入仅与焊接电流和电弧电压有关，而与焊接速度无关。

( × ) 13(采用较小的焊接热输入，有利于减轻接头的应变脆化程度。

( ? )14(可焊性试验的主要目的是选择适用于母材的焊接材料，确定合适的焊接工艺。

(?)) 15、焊接工艺评定主要因素变更时，不影响接接头的机械性能，则不需重新评定焊接工艺。

(×) 16、在同一类别钢材中钢材的钢号变更，焊接工艺就要重评定。

(×)17、焊接结构的疲劳断裂通常是在焊接接头处开始产生。

(?)18、提高t形接头疲劳强度的根本措施是开坡口焊接和加工焊缝过渡区使之圆滑过渡。

焊接考试题及答案

焊接考试题及答案第一部分：选择题1. 焊接是将材料加热至________并使其相互作用，从而实现固态连接的工艺过程。

A. 熔点B. 加热点C. 爆点D. 焊接点2. 下列哪种焊接方法可以实现非常高温的熔融状态？A. 电弧焊B. 氩弧焊C. TIG焊D. 焊锡3. 焊接过程中常用的气体保护气体是：A. 氩气B. 氧气C. 氢气D. 氮气4. 下列哪一项是焊接热源的重要性能指标？A. 温度B. 热量C. 压力D. 湿度5. 直流电弧焊的正极连接在焊头上，负极连接在：A. 工件上B. 电源上C. 焊条上D. 电源的地线上第二部分：简答题1. 请简述电弧焊的原理及应用场景。

2. 请解释什么是填充金属。

3. 焊接时，为什么需要进行预热和后热处理？第三部分：应用题1. 选择合适的焊接方法并说明理由：某厂需要焊接一块5mm厚的不锈钢板和一块8mm厚的铜板，要求焊缝牢固且焊接过程对材料的影响最小。

2. 假设焊接过程中出现了焊缝不牢固的情况，请列出可能的原因，并提供相应的解决方案。

第四部分：答案第一部分：选择题1. A2. A3. A4. B5. D第二部分：简答题1. 电弧焊的原理是利用电流通过两个导体之间的间隙，形成高温电弧，达到材料熔化和连接的目的。

电弧焊常用于焊接结构件、管道、容器等大型钢结构。

2. 填充金属是在焊接过程中添加的材料，用于填补焊缝并与母材融合，增加焊缝的强度和密封性。

3. 预热可以减少焊接应力和冷裂风险，提高焊接质量；后热处理能够改善焊接区域的组织结构和性能，增加焊缝强度和韧性。

第三部分：应用题1. 推荐使用TIG焊。

TIG焊是惰性气体保护下的非常高温焊接方法，对材料的热影响较小，能够焊接不锈钢和铜板，且焊缝牢固。

2. 可能的原因有焊接温度过低、焊接材料不匹配、焊接表面不干净等。

解决方案包括提高焊接温度、选择合适的填充金属、进行表面清洁等。

总结：通过这次焊接考试题及答案的学习，我们可以更好地了解焊接的原理、方法和应用场景。

焊接结构参考答案

焊接结构参考答案焊接结构参考答案在工程领域中，焊接是一种常见且重要的结构连接方式。

焊接技术的应用广泛，涵盖了建筑、航空航天、汽车制造等多个领域。

然而，要实现高质量的焊接结构并不容易，需要考虑多个因素。

本文将探讨焊接结构的参考答案，以帮助读者更好地理解和应用焊接技术。

1. 材料选择在进行焊接结构设计时，材料的选择至关重要。

不同的材料具有不同的焊接特性和性能。

常见的焊接材料包括碳钢、不锈钢、铝合金等。

在选择材料时，需要考虑结构的使用环境、强度要求以及材料的可焊性等因素。

同时，还需要注意材料的热膨胀系数和热导率等参数，以避免焊接过程中产生应力集中和变形等问题。

2. 焊接方法焊接方法的选择也对焊接结构的质量和性能有着重要影响。

常见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊、激光焊等。

不同的焊接方法适用于不同的材料和结构形式。

例如，对于薄板焊接，可以选择气体保护焊或激光焊，以避免产生过多的热输入和变形。

而对于厚板焊接，电弧焊是一种常用的方法，可以提供足够的热输入和焊缝的穿透深度。

3. 焊接接头设计焊接接头的设计是焊接结构中的关键环节。

不同类型的焊接接头适用于不同的应用场景。

常见的焊接接头包括对接接头、角接接头、T型接头等。

在设计焊接接头时，需要考虑接头的强度、刚度以及焊缝的质量。

合理的焊接接头设计可以提高焊接结构的承载能力和抗震性能。

4. 焊接工艺控制焊接工艺控制是保证焊接结构质量的关键。

焊接过程中的参数控制和操作技术对焊接质量有着直接影响。

例如，焊接电流、电压、焊接速度等参数的选择需要根据焊接材料和结构要求进行合理调整。

此外，焊接过程中的预热、焊接顺序和后续热处理等也需要进行合理控制，以避免焊接缺陷和应力集中的产生。

5. 焊接质量检测焊接质量检测是确保焊接结构质量的重要手段。

常见的焊接质量检测方法包括目视检测、超声波检测、X射线检测等。

通过对焊缝的质量进行检测，可以及时发现和修复焊接缺陷，确保焊接结构的安全可靠性。

焊接培训基础试题及答案

焊接培训基础试题及答案1. 焊接过程中，焊条与焊件之间的夹角通常是多少度？A. 45°B. 60°C. 75°D. 90°答案：B2. 电弧焊时，焊条的直径应如何选择？A. 根据焊件的厚度选择B. 根据焊件的长度选择C. 根据焊件的材料选择D. 根据焊件的颜色选择答案：A3. 下列哪种焊接方法属于熔化极气体保护焊？A. 手工电弧焊B. 气体保护焊C. 埋弧焊D. 钨极氩弧焊答案：C4. 焊接过程中，焊缝金属的熔合比是指什么？A. 焊缝金属的总长度与母材的总长度之比B. 焊缝金属的总体积与母材的总体积之比C. 焊缝金属的总质量与母材的总质量之比D. 焊缝金属的总热量与母材的总热量之比答案：B5. 在焊接过程中，焊件的预热温度通常是多少？A. 室温B. 50°CC. 100°CD. 150°C答案：C6. 焊接时，焊条的倾斜角度对焊缝质量有何影响？A. 无影响B. 影响焊缝的美观C. 影响焊缝的强度D. 影响焊缝的气密性答案：C7. 焊接时，焊条的移动速度应如何控制？A. 快速移动B. 慢速移动C. 保持恒定速度D. 先快后慢答案：C8. 焊接过程中，焊条的摆动方式有哪几种？A. 直线摆动B. 圆周摆动C. 八字摆动D. 所有以上答案：D9. 焊接时，焊缝的冷却速度对焊缝质量有何影响？A. 无影响B. 影响焊缝的硬度C. 影响焊缝的韧性D. 所有以上答案：D10. 焊接完成后，焊缝的后处理通常包括哪些步骤？A. 打磨B. 热处理C. 无损检测D. 所有以上答案：D。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

v v v P 2v 2v 2v c[(u u0 ) v w ] Y ( 2 2 2 ) x y z y x y z w w w P 2w 2w 2w c[(u u0 ) v w ] Z ( 2 2 2 ) x y z z x y z
T 0 y
动量方程和连续性方程的边界条件：在固体中和固液相界面上——速度与坐标相同
u u0 , v 0, w 0
在熔池表面上——粘力与表面张力
v z T u z 体积力初始条件体积力 X，Y，Z 包括电磁力和自然对流项
3
v v2 R, 3 t ，查下表获得热饱和函数 ( i , i ) ， 2a 4a
A 点造成 P 的温升：先饱和后热均匀时， T (t ) T0 Tli [(t ) (t 10)] ，t=15s 时的温度； B 点造成 P 的温升：
只有热饱和过程， T (t ) T0 ( i , i )Tli ，计算 10s 的温度；之后二者相加 TP TA TB 。 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？（P22-P23）条件：有不变功率为 q 的连续作用点热源沿半无限体表面匀速直线移动，热源移动速度为 v。忽略起始阶段与收尾阶段，并认为在准稳态温度场。我们考虑极限状态 t∞，以等速度沿半无限体表面运动的、不变功率的点热源的热传导过程极限状态方程 q Rx T ( R, x) exp( v) 2 R 2a q 当 x=-R(热源后方)， T 该点与运动速度 v 无关。 2 R 16. 快速移动热源作用下的温度场有何特征，为什么？（P31）运动速度 v 越大，热源前方的温度下降就越快，当 v 极大时，热量传播几乎只沿横截面进行。往往，快速移动大功率热源工艺参数 q 和 v 成比例增加，以保证单位长度焊缝上的热输入 qw=q/v 为常熟。（焊接时间减少，因此具有重要的实际意义。）此时，加热区的长度于速度成比例增加，其宽度趋近于一个极限值。当移动速度极高时，热传播主要在垂直于热源运动的方向上进行，在热源运动方向上传热很少，可以忽略。应用：作用于半无限体上的快速移动大功率热源——线热源——二维传播作用于无限大板上的快速移动大功率热源——带状热源——一维传播 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？（P27-P28、P31+自想）（1）瞬时高斯热源：瞬时高斯热源在半无限体内的热传播过程是线性热传播过程表达式和平面径向热传播过程表达式的乘积。
T 2T 2T 2T ( ) t c x 2 y 2 z 2
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？（P19）在热源作用点（R=0）处，其温度为
(T T0 ) R 0 2Q c (4 at )3 2
在此点，当 t=0 时，T-T0→∞，这一实际情况不符合（电弧焊时，Tmax 约为 2500℃，这是点热源简化的结果，造成了热源作用点处的奇异）。 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。（P17-P21）共同特征：随着时间 t 延长，温度 T 随 1/tm/2 呈双曲线趋势下降，双曲线高度与 Q 成正比。在中心以外的各点，其温度开始时随时间 t 的增加而升高，达到最大值以后，逐渐随 t→∞而下降到环境强度 T0。差异特征： √1/(4at)的指数：（1）3D——3 次——半无限体（2）2D——2 次——无限大板（3）1D——1 次——无限长杆降温速度从 3D-1D 变缓。
QA ( AP) 2 TA exp[ b 10] hc (4 a 10) 4a 10 QB ( BP) 2 exp[ b 10] hc (4 a 10) 4a 10 TP TA TB TB
正确的做法是，利用 2-58 的固定连续点热源极限状态温度公式，计算 Tlim： q UI Tlim ( R, x)-T0 2 R 2 R 之后利用热饱和和热均匀来计算：
q q(r )dF qmax e kr 2 rdr，q
2

k
* qmax， qmax
k
F
0

q（q——热源有效功
率[J/s]；） r——圆形热源内某点与中心的距离[mm]；
* * qmin 0.05qmax
认为加热斑点内集中了 95%以上的热量，按此条件，正态分布热源加热
连续性方程——质量守恒
u v w 0 x y z
（2）边界条件热能方程的边界条件为：当 z=0（工件表面），热流 q(r)向工件输入热量
q(r )
h IU r2 exp( ) 2 2 2 q 2 q
当 z=δ、z=0，对流和辐射向环境放热 T a(T T0 ) z 在固液界面上——温度为熔点 T=Tm y=0，温度场关于中心平面(x-y)对称
X ( j B) x Y ( j B) y Z ( j B) z g T
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（P46-P47）该控制方程组主要适用于非熔化极气体保护焊 TIG 的熔池流体场计算。
TIG 中不需考虑熔滴对熔池的撞击力，熔池内仅有自然对流，以及电磁力和表面张力等作用力作用产生的强迫对流。因此，焊接熔池内的热量传递主要是依靠对流换热（而不是热传导），可以用热能方程、动量方程、连续性方程来描述。 8. 焊接热源有几种简化方式？其适用条件如何（举例说明）（P12-P15）集中热源：（1）点热源——三维传热——半无限体——厚板表面堆焊（2）线热源——二维传热——无限大板——薄板对接焊（3）面热源——一维传热——无限长杆——焊丝、焊条、摩擦焊分布热源：（1）高斯热源（正态分布热源）——面热源——薄板熔透焊+电弧挺度小高斯热源拉长——带状热源——高速焊接（2）双椭球热源（卵形热源）——体热源——厚板高能束焊 PS：清华大学激光深熔小孔焊是高斯旋转体热源 9. 热源空间尺寸的简化会造成何种偏差？其使用范围如何？(P11-P12) 当计算点远离热源时，用集中热源的简化是成功的，但在接近热源区域则很难模拟，特别是热源中心处，成为数学处理上的一个奇异点，温度将会开高至无限大。实践证明，在电弧，束流和火焰接焊时，更有效的方法是采用分布热源模型。集中热源：（1）点热源——三维传热——半无限体——厚板表面堆焊（2）线热源——二维传热——无限大板——薄板对接焊（3）面热源——一维传热——无限长杆——焊丝、焊条、摩擦焊分布热源：（1）高斯热源（正态分布热源）——面热源——薄板熔透焊+电弧挺度小高斯热源拉长——带状热源——高速焊接（2）双椭球热源（卵形热源）——体热源——厚板高能束焊 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。（P13）
3. 哪些因素会影响 MIG 过程产热及散热？（自想）根据产热、散热机制一个个分析；产热：（1）电弧电流、电弧电压——电阻热、电弧热（2）材料热物理性质——电阻热（3）电离气体种类——电弧热；散热：（1）电弧形态——对流散热、辐射散热；（2）周围气体介质——对流散热；（3）材料热物理性质——工件传导散热；（4）熔滴过渡——飞溅散热； 4. 举例说明焊接结构过程中涉及到几种热量传递方式。（P6）电弧焊 MIG 为例：（1）热传导：由于温差存在，熔池、工件和焊丝上高温区域向低温区域传递热量；（2）对流换热：熔池内部在电弧冲击下强迫对流换热，工件表面与周围气体介质和电弧等离子流发生对流换热；（3）辐射换热：高温电弧想周围低温物体辐射、工件向周围辐射换热；（4）热焓迁移：高温的熔滴从焊丝端部向母材熔池过渡迁移，发生传质与传热；焊接飞溅从熔池向四周飞散，传质传热。 5. 比较交流 TIG 焊与电阻焊的有效热功率的差异。（P11）有效热功率：加热工件（接头）的热量/焊接过程中产生的热量（1）交流 TIG：产热机制：借助外部集中热源，通过对流换热、热焓迁移向工件表面传递，热量从表面向工件内部进行传导；散热机制：因而电弧与周围环境的对流换热散失较大。（2）电阻焊：产热机制：从内部通过电阻热作为高温热源，电阻热在工件内传导；散热机制：因而仅工件与周围环境的对流散热、顶锻飞溅散热，程度较小。因此，电阻焊的有效热功率大于 TIG 焊。 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）（P46-P48）举例：TIG（非熔化极）电弧以恒定的速度 u0 沿 X 方向移动、移动坐标系：（1）控制方程组热能方程——能量守恒
《焊接结构学》口试试题库及解答第一部分（焊接传热学）
1. 简述构件焊接性的含义，哪些因素影响构件焊接性？（P2）（1）构件焊接性广义上包括了：材料的焊接适应性（即材料焊接性）、设计的焊接可靠性、制造的焊接可行性。从狭义上来说构件焊接性可理解为所需求的强度性能。
（2）影响结构焊接性的因素材料相关：母材和填充材料的化学成分和显微组织设计相关：结构的形状、尺寸、支撑条件和负载，焊缝类型，厚度和配置制造相关：焊接方法、焊速，焊接操作，坡口形状，焊接顺序，多层焊，定位焊。夹紧、预热和焊后热处理。 PS：焊接性：是指金属材料适应焊接加工，并获得满足使用性能的焊接接头的难易程度。 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。（P6、P9）电弧焊（MIG）电阻焊（点焊）电弧产热（最主要来源）：电阻热（最主要来源）：气体放电产生热量产热机构接触处电阻大，产热多电阻热：焊丝上产生热量相变潜热、变形热（忽略）相变潜热、变形热（忽略）环境散热环境散热：较小散热机构飞溅散热飞溅散热：顶锻损失热传导：工件和焊丝中热传导：工件中对流换热：熔池内部强迫对流换热：周围气体热量传递方式对流、气体与电弧辐射换热：工件辐射换热：电弧、工件热焓迁移：顶锻飞溅热焓迁移：熔滴、飞溅

焊接结构学口试题解答(200题完整版)

合集下载