焊接结构习题已配图

焊接工程基础（焊接结构）习题集§1.焊接应力与变形1、解释名词内应力热应力组织应力自由变形外观变形内部变形弹性变形塑性变形焊接残余应力焊接残余变形2、如图1-1所示焊件，截面两端固定，试分析并画出A-A截面上的应力分布。

图1-13、内应力可以分为哪几种类型？4、焊接残余变形的基本形式有哪几种？5、矫正残余变形的方法有哪些？简述其原理？6、消除焊接残余应力的方法有哪几种？简述其原理？7、试举例说明焊接残余应力的危害？8、制作图1—2所示构件，应选用什么装配焊接顺序可使构件的残余变形最小？①、②、③分别为三种焊缝图1-2§2.焊接强度及计算1、解释名词对接焊缝角焊缝焊角尺寸搭接接头T形接头应力集中系数K T高组配低组配承载焊缝焊趾余高正面角焊缝工作应力许用应力2、焊接接头的基本类型有哪些？3、简述焊接接头的组织与性能特点？4、影响焊接接头力学性能的因素有哪些？5、焊缝产生应力集中的主要原因是什么？6、如何减小对接接头的应力集中？7、焊缝宽度对接头强度有什么影响？8、简述焊接头的设计要点？第三章焊接结构的脆性断裂1、解释名词解理断裂韧脆转变温度动应变时效宽板试验断口形貌准则2、温度对金属材料的脆性断裂有什么影响？3、加载速度对金属材料的脆性断裂有什么影响？4、钢中杂质元素对金属材料的脆性断裂有什么影响？5、简述焊接结构设计的开裂原则和止裂原则？6、什么是冲击试验的能量标准？7、简述落锤试验的原理和优缺点？8、什么是逻伯逊试验？9、木原试验说明了什么问题？10、为了防止焊接结构脆断如何正确选择？11、什么是止裂温度曲线？第四章焊接接头和焊接结构的疲劳强度1、名词解释疲劳应力疲劳应变疲劳应力循环特性ΔK th2、简答题⑴、简述疲劳裂纹扩展的机理？⑵、什么是裂纹的亚临界扩展？⑶、对焊缝进行机加工对疲劳强度有何影响？⑷、提高接头疲劳强度应采取哪些措施？⑸、简述疲劳裂纹萌生的机理？二、判断题1、焊接内应力是由于焊接过程中的加热和冷却不均匀造成的。

第3章连接3-1 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。

轴心拉力设计值N=1500kN，钢材Q345A，焊条E50型，手工焊，焊缝质量Ⅲ级。

习题3-1图3-2 条件同习题3-1，受静力荷载。

试设计加盖板的对接连接。

3-3 试设计如图所示双角钢和节点板间的角焊缝连接。

钢材Q235B，焊条E43型，手工焊，轴心拉力设计值N=500kN（静力荷载）。

①采用侧焊缝；②采用三面周围。

习题3-3图3-4 有一支托角钢，两边用角焊缝与柱相连，如图所示，钢材为Q345A，焊条为E50型，手工焊，Ⅱ级焊缝的质量检验标准，试验定焊缝厚度（焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去2h f）。

已知：外力N=400kN。

习题3-4图3-5 试设计如图所示牛腿与柱的角焊缝连接。

钢材Q235B，焊条E43型，手工焊，N=98kN （静力荷载），偏心e=120mm。

（注意N力对水平焊缝也有偏心）习题3-5图3-6如图所示梁与柱的连接中，M=100kN-m，V=600kN，试完成下列设计和验算：(1) 剪力V由支托焊缝承受，焊条采用E43型，手工焊，求焊缝A的高度h f。

(2) 弯矩M由普通螺栓承受，螺栓直径24mm，验算螺栓是否满足要求。

习题3-6图3-7 试验算如图所示拉力螺栓连接的强度。

C级螺栓M20，所用钢材为Q235B。

习题3-7图3-8 如图所示螺栓连接采用Q235B级钢。

C级螺栓直径d=20mm，求此连接最大能承受的F max值。

习题3-8图3-9 如上题中将C级螺栓改用M20（d=20mm）的10.9级高强螺栓。

求此连接最大能承受的F max值。

要求分别按摩操型连接和承压型连接分别计算，（钢板表面仅用钢丝清理浮锈）。

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。

08第8章焊接结构装配图识读第八章焊接结构装配图的识读概述第三节管道焊接结构装配图的识读第一节焊接结构装配图表达方法第二节识读焊接结构装配图的方法与步骤第四节锅炉焊接结构装配图的识读第节力容焊接结构装的读第八章焊接结构装配图的识读（机工中职）焊工识图返回封面第七节梁柱类焊接结构装配图的识读第五节压力容器焊接结构装配图的识读第六节桁架焊接结构装配图的识读概述作为一名焊工，只有全面理解设计者的意图，看懂焊接结构装配图，详细分析图样中有关焊接的技术焊接装配图是焊接结构生产过程的核心返回章首页（机工中职）焊工识图条件，才能按图样要求完成焊接结构的装配，制造出合格的焊接结构产品第八章焊接结构装配图的识读一焊接结构装配图的内容第一节焊接结构装配图表达方法二、焊接结构的特点一、焊接结构装配图的内容三、焊接结构的分类四、装配图的规定画法返回章首页习题答案（机工中职）焊工识图五、零件序号和明细栏第八章焊接结构装配图的识读焊接结构装配图是用来表达金属焊接构件的工程图样，它是指导焊接构件的加工、装配、施焊和焊后处理，并能清楚地表达焊接构件的结构形状、接头形式及尺寸、焊缝位置和焊接要求的技术文件一、焊接结构装配图的内容一组图形完整、清晰地表达出焊接构件的结构特征、全部构件的结构形状、构件之间的装配与连接关系必要的尺寸注明焊接构件的外形、连接关系、装配、检验、安装时所必需的尺寸，以及确定焊接构件各部分结构形状和相对位置的尺寸零部件序号和明细栏在焊接装配图中必须对每种构件进行编号，并在标题栏上方绘制明细栏（机工中职）焊工识图技术要求对焊接构件的装配、调试、检验、安装、运输、使用，以及性能指标方面等提出严格、合理的规定和说明标题栏第八章焊接结构装配图的识读焊接结构设计的灵活性大焊接结构的几何形状不受限制，如锻造、铸造等无法制造的空心焊接接头的强度高、密封性好铆钉或螺栓结构的接头，需预先在母材上钻孔，因而削弱了接头的工作截面，其接头的强度低于母材约20%，而焊接接头的强度一般可达到与母材相等或相近、甚至高于母材的强度。

IWE参考题（焊接结构）1承受静载的焊接结构，其主要断裂形式为：A 脆性断裂；B 蠕变失效；C 失稳破坏；D 疲劳断裂。

2在热负荷状态下，将导致：A 低温脆性断裂；B 疲劳断裂；C 高温蠕变失效；D 形变断裂。

3 产生层状撕裂的原因，主要是：A 轧制板材中平行于表面的非金属物夹层；B 轧制板材中垂直于表面的非金属物夹层；C 在厚度方向上的应力； D平行于板材表面的载荷过大。

4层状撕裂主要发生在：A 厚板的T型或十字接头；B 受剪切应力的搭接接头；C 沿板厚方向承受较大应力的接头；D 厚板的对接接头。

5 层状撕裂的防止办法有：A 焊接连接基础尽可能的小；B 焊道数应多；C 采用对称焊接；D 缓冲连接范围。

6 脆性断裂的决定因素：A 焊接缺陷；B 多变载荷；C 加载速度；D 焊接应力；E 温度。

7 疲劳断裂的决定因素：A 焊接缺陷；B 多变载荷；C 加载速度；D 焊接应力；E 温度。

8脆性断裂与疲劳断裂的主要区别在于：A 载荷方式不同，有静载、动载之分；B 完成时间不同；C 温度影响不一样；D 断口形状不一样。

9板厚相差4mm，单侧削边至少应为：A 4mm;B 12mm;C 16mm;D 20mm.10承受动载的对接接头设计时，如果两个板差为8mm，则双侧削斜为：A 8mm；B 16mm；C 24mm；D 32mm。

11 不同板厚的对接接头，当板厚差为多少时，应加工过渡斜面？A >2mm；B >3mm；C >4mm；D >6mm。

12接头设计及焊接中，应注意的问题：A 应保证构件上的作用力均匀分布，避免不必要的应力集中；B 对不可避免的缺口，应尽量布置在低应力区或受拉应力区；C 保证良好的焊接质量，避免产生表面及内在的缺陷；D 对于截面变化较大的部位应采取较小的过渡半径。

13对于下列3种结构，疲劳断裂的危险性顺序为：A 2≤1≤3；B 3≤1≤2；C 2≤3≤1；D 1≤3≤2。

1 焊接变形计算（1）求用低碳钢制造的工字型梁的弯曲挠度。

梁的梁的长度L ＝800cm ，腹板面积F 1＝600×20（mm 2），上翼板面积F 2＝200×12（mm 2），下翼板面积F 3＝500×12（mm 2），如下图所示。

采用CO 2保护自动焊接，两条焊缝采用相同的焊接规范焊接，塑性区重叠系数数1.2.焊接规范：I =260 A ，电压U ＝25V ，焊接速度v w ＝10mm/s ，焊接热效率η＝0.75. 610844.0/-⨯=ραc . HδVδsF 焊缝1焊缝2图1 低碳钢H 型焊接梁结构示意图（2）如下图2所示的不对称低碳钢工字焊接梁，梁长L ＝12000mm ，由腹板、面板1和面板2组成，腹板横截面尺寸为500×16mm 2，上面板的横截面尺寸为400×12mm 2，下面板的横截面尺寸为800×12mm 2，焊接程序为1、2、3、4，塑性区重叠系数取1.2.采用手工焊接工艺施焊，4条角焊缝的焊脚尺寸和焊接规范参数均相同。

焊条直径为Ф4.0mm ，焊接规范参数为：焊接电流I ＝160A ，电弧电压U ＝16V ，焊接速度V w ＝3mm/s 焊接热效率为0.65，材料的热物理性能综合参数610844.0/-⨯=ραc ，上下焊缝塑性区重叠系数均取1.2.求焊接后工字型梁的纵向收缩变形和最大弯曲挠度。

101234面板1面板2腹板图2 低碳钢H 型焊接梁结构示意图2 焊接接头静强度计算（1）如下图所示由三面角焊缝组成的悬臂搭接接头，焊缝总长为600mm，垂直焊缝高度h=200mm,焊脚高均为K=10mm,在距焊缝周边重心L=2000mm处作用一偏心载荷P=90000N,试用极惯性矩方法校核该接头的强度是否足够？如果强度不够请提出合理的改进措施（主要从焊缝尺寸设计方面考虑），其中焊缝金属的许用应力[ ]=10000N/cm2。

焊接结构习题已配图焊接结构实验指导书实验一：焊接变形动态过程测量一．实验目的：1.掌握焊接变形产生的原理，观察焊接变形的动态过程。

2.了解施焊次序对焊接变形的影响。

3.认识一种测量焊接变形的方法。

二．实验内容：对悬臂支承的长板条一侧进行堆焊，同时测量并记录长板条端点A的挠度变化过程如图所示。

三．实验仪器及设备：1.焊接电源、电缆、焊把、焊条、试板、试板支架。

2.焊接参数测量仪表：电流表、电压表、秒表、直尺、分流器。

3.位移传感器及支座、放大器、函数记录仪、标定用的百分表。

四．实验设备：1.位移传感器是将位移量转换成电信号的传感元件，位移传感器和相应的放大器、记录仪组成位移的测量记录系统，实验前需事先确定实际位移量和记录仪输出量的对应关系，即进行标定。

2.支好试板和传感器，选择焊接规范、调整记录仪和零点。

五．实验方法（任选其一）：方法Ⅰ：用相同规范在板条上侧进行两次堆焊，分别记录A点挠度-时间（△-t）曲线及其它参数U、I、t、L1、L2、B、h。

并计算线能量Q=UI/V。

方法Ⅱ：第一次堆焊后（板条翻转）在板条另一侧堆焊，其余方法同Ⅰ。

六．实验报告要求：1.简述第一次堆焊时△-t曲线成因。

2.定性绘出第一次堆焊后长板条内纵向残余应力分布的简图。

3.比较两次堆焊△-t曲线的异同，并讨论第一次堆焊后的残余应力对第二次堆焊时△-t曲线的影响。

4.两次堆焊后的残余应力分布形态有无本质不同。

5.对于方法Ⅰ，第二次堆焊所形成的最终挠度变量在总的挠变量中占得比例是多少？对于方法Ⅱ，两次堆焊后的总挠变量是否为零？通过以上两点，分别可以得出什么结论（与采用不同实验方法的其他组实验结果进行对照比较）？实验二：焊接接头工作应力分布一．实验目的：1.掌握了解焊接接头横截面上由于工艺缺陷如未焊透等原因引起的工作应力分布不均匀性和应力集中现象。

2.了解焊缝截面几何形状的改变对于接头工作应力分布的影响。

3.复习电测应力的原理和方法，以及有关仪器的使用。

，因长度不F=125kN8-83所示。

（Q235钢），承受荷载如图8.4 有一工字形钢梁，采用I50a型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强E43够而用对接坡口焊缝连接。

焊条采用2ww2mmNf/f??205N/mm120。

验算此焊缝受力时是否安度设计值，抗剪强度设计值vt全。

8.48-83 习题图解：依题意知焊缝截面特性：3342度面宽度h=50cm，截1858.9cm,Ix=46472cm,Sx=1084.1cm,截面高A=119.25cm，Wx＝ tw=12.0mm。

，翼缘厚t=20mm，腹板厚b=158mm）－10×（250假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S=20×158135 mm。

=7.584×10m??250kNkNM?F?2V?F?125 对接焊缝受力：；焊缝应力验算：610M250?2w2??/mm?f?205N??134.5N/mm最大正应力：t3W101858.9?x33VS10??10?1084.112522wx??N//mmmm?f?120N??24.3最大剪应力：v4tI12??4647210wx折算应力：hVSM222w22201?mm/?205?127.2N/mm?(N?3(?)?f)?123.743??17.0 tzs tIWh wxx故焊缝满足要求。

8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。

钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊w2mm/?160Nf。

T=350kN缝强度设计值，验算焊缝的受力。

f焊缝截面计算简图8-84-1 习题8.5 图图8-84解：mm110102???2t?130?l日）19年 6有些问题，应取月，黄钜枝06（注：焊缝上下翼缘长度114mm，截面特性计算如下：如图8-84-12mmh?5667.2?288?2)?0.7A?(114?2?52?4 f2mmh?3225.6288?2?0.7A?fw28828814732mm100.7h?7.913??2?52?()?288I?[?4]?2?114?(?16)?ff2212 焊缝受力：22mkN?49.5V?e?M??NT?247.5kNT?247.5kNV?；；22 a、b两点，下面分别验算：应力验算：危险点为对a点：310?N247.52N?mm/??43.67N?a5667.2A6My160?49.5?102Ma?mmN/??100.09?a7I10?7.913f2wNM2???mm195.2?Nf/???43.67?100.09143.76N/mm?ffaa点：对b310247.5?V2V?mmN/???76.73 b3225.6A w2NN??mm/?43.67N?ab6My144?49.5?102Mb?mm/90.16??N?b7I10?7.913f2MN???43.67?90.16??222wV22bb?mm/?160Nf76.73?133.87N/mm?)(?????fb?1.22??f 故焊缝强度满足要求。

焊接结构学各章习题《焊接结构》第二章习题1有一简单直杆，材质为低碳钢，长度为5m，有0℃均匀加热到100℃，试求自由变形率是多少？如果加热到60℃时，受到刚性壁阻碍，试求外观变形和内部变形各是多少？2某16Mn钢的，，,试求两端刚性固定的直杆均匀加热到什么温度时，其中的热应力？3有一单位长度的低碳钢直杆，两端刚性固定经过0℃ 650℃ 0℃的均匀加热冷却后，直杆中的残余应力和残余变形如何？若直杆一端刚性固定，一端受刚性壁阻碍，其结果又如何？4如图，在长度L，断面面积A的直杆和弹簧所组成的系统中，试求直杆的温度由0℃升高到T℃时，直杆中产生的热应力和直杆外观长度变化。

图中K为弹簧常数，两端刚性壁支撑。

（提示：P=K.△L）5低碳钢长板条按下列方程加热：T=T0(X/B)2, T0=300℃，阿尔法=1.2*10-5/℃，E=2*10 4Kg/mm2,坐标原点如图所示，试求长板产生的应力。

1. 一焊接丁字梁如图所示。

试分析其横截面上的残余应力的分布曲线。

（影线部分表示塑性变性区）2. 两块钢板在刚性拘束条件下进行对焊，如图示。

试绘出焊后Ⅰ-Ⅰ截面的纵向应力和Ⅱ-Ⅱ截面及Ⅲ-Ⅲ截面的横向应力的分布曲线。

若沿Ⅲ-Ⅲ截面将板切开，则Ⅱ-Ⅱ截面及Ⅲ-Ⅲ截面横向应力分布曲线。

若沿Ⅲ-Ⅲ截面将板切开，则Ⅱ-Ⅱ截面上的横向残余应力将如何分布？3. 有一低碳箱型梁，其截面尺寸如图所示，长度5m，有四条角焊缝，每条角焊缝均用埋弧焊一次焊成，焊脚高度=8mm，试估算四条角焊缝焊后引起的纵向收缩变形。

4. 要焊制一直径2000mm的简节，板厚20mm，简节由一埋弧自动焊纵焊焊成，焊缝宽度40mm，纵缝对接时留有2mm间隙，试问为保证简节直径尺寸下料展开料的理论长度应是多少？5. 试分析图示对接接头焊后焊接残余变形。

6. 一对接接头板的几何尺寸和纵向残余应力分布如图，试问采用机械拉伸法完全消除纵向残余应力需要多大的力？施加该力时接头板的纵向变形是多少？消除纵向残余应力后的纵向残余变形又是多少？7. 一单位长度短板，其板边约束情况见图，即收缩时不受阻，现沿板中线同时加热，板截面的温度场如图所示。