山东建筑大学钢结构焊接制造 考试重点Word文档格式.docx

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焊接残余变形

1、焊接变形有哪几种？

影响因素有哪些？

纵向收缩、横向收缩、挠曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形、错边变形等。

影响变形的主要因素：

①工艺参数：

电参数、热参数；

②焊件几何形状；

③坡口形式与装配间隙；

④施焊工艺。

（焊接层数等）

2、焊接角变形产生的原因是什么？

角变形沿焊缝长度有何变化？

原因是横向收缩变形在厚度方向上的不均匀分布。

焊缝长度对角变形影响不大，但随着焊缝的增长而变大。

3、引起挠曲变形的因素有哪些？

①纵向收缩引起的挠曲变形

（1）线能量EL。

（2）T始L、T始L；

（3）间断焊L＜连续焊L；

（4）多层焊L＜单层焊L；

（5）装配间隙、坡口形式等。

②横向收缩引起的挠曲变形

（1）Q=q/vB；

（2）B；

（3）装配间隙越大，横向收缩越大；

（4）横向收缩沿焊缝长度方向分布不均，先焊B<

后焊B；

（5）对接接头的横向变形大小与焊接线能量、焊接坡口形式、焊缝截面积以及焊接工艺有关。

4、减少焊接应力与变形的设计措施是什么?

①合理选择构件截面提高构件的抗变形能力；

②合理选择焊缝的截面和坡口形式；

③尽量减少不必要的焊缝

5、减小焊接应力与变形的工艺措施是什么?

①选择合理的焊接线能量②合理的焊接顺序③合理装配顺序④通过调整线能量减少变形⑤刚性固定⑥反变形法⑦合理的装配-焊接顺序⑧焊接方向与次序⑨散热法（减少线能量）

焊接接头

1、什么是焊接接头？

由哪几部分组成？

各部分性能如何？

指两个或两个以上零件用焊接方法连接的接头叫做焊接接头。

由焊缝金属、熔合线、热影响区和母材组成。

熔合区是部分母材熔化部分未熔化形成的，此处晶粒不均匀，性能不稳定。

2、什么是工作焊缝？

什么是联系焊缝？

直接处于工作状态下的焊缝为工作焊缝。

与工作相联但未支持工作焊缝而发挥作用的焊缝称联系焊缝。

3、什么是应力集中？

焊接接头产生应力集中的原因有哪些？

为什么说应力集中对塑性材料的静载强度无影响？

各类钢结构中，由于焊缝的形状、焊缝的布置和焊接成形的特点，使实际的钢结构焊接接头工作应力的分布不均匀，当截面中最大应力值比截面中平均应力高时称为应力集中。

应力集中的原因：

①焊缝中的工艺缺陷如气孔、夹渣；

②不合理的焊缝外形；

③设计不合理。

接头在塑性变形的过程中能发生应力均匀化，只要接头材料具有足够的塑性，应力集中对静载强度就没有影响。

4、画图说明搭接接头应采用联合角焊缝形式。

采用联合角焊缝后正应力有较大的改善，正应力分布较为均匀，最大切应力降低在B–B截面两端点上的应力集中得到改善，采用这种焊缝改善了应力分布，还缩短了接头的搭接长度。

钢结构的断裂失效与防治

1、什么是疲劳断裂？

其断口特征如何？

金属材料及其结构因受交变载荷而发生损坏或断裂的现象，称为疲劳断裂。

断口特征:

宏观形貌:

疲劳断口由疲劳裂纹源区，疲劳裂纹扩展区，瞬时断裂区组成，形状具有“贝壳”状或“海滩”状花样。

微观形貌:

具有一定间距的垂直于裂纹扩展方向的相互平行的条状花样，即疲劳条带。

防止措施:

①降低应力集中和危险部位上的实际应力。

②进行表面强化处理③减少焊缝中的缺陷④超声波冲击焊接接头。

2、脆性断裂的微观特征如何？

防止脆性断裂的措施？

宏观特征:

断口平直，断面与正应力垂直，断口平齐光亮，常呈放射状、人字状或结晶状。

微观特征:

①解理断口:

常呈河流状花样、扇形花样、舌形花样等。

②准解理断口:

断口上常见到许多不连续的解理面，并在局部形成孤立的裂纹进行扩展③沿晶断口:

晶界面相当平滑，多面体感很强，无明显塑性变形。

产生原因:

①应力集中以及拉伸应力的作用②使用温度低于材料临界脆性转变温度③加载速度过高④焊接质量存在缺陷⑤化学成分及组织的影响

选择材料时应保证材料具有良好的强韧性及工艺性能②在进行零件结构和钢结构焊接工艺设计时应使缺陷所产生的应力集中降至最低限度③控制有害元素和杂质元素的含量，细化晶粒，提高钢材的塑性、韧性。

④对钢材进行适当的热处理。

3、应力腐蚀机理是什么？

两种机理：

①电化学应力腐蚀机理②机械破裂应力腐蚀开裂

钢结构焊接生产工艺

1、焊接工艺评定的目的和意义？

目的：

①证实焊接工艺规程的正确性和合理性②确定焊接工艺规程是否能提供合乎技术要求的焊接接头③检验焊工的技术水平

2、焊接工艺评定检测内容有哪些？

焊接方法、母材金属、焊接填充金属和电极、预热和层间温度、焊接电参数、保护气体、坡口形式和尺寸、焊接位置、母材金属的规格等

3、重新评定焊接工艺的原则是什么？

焊接工艺规程规定的各重要工艺参数只要有一项超出了法规容许的范围，必须重作焊接工艺评定。

4、钢结构焊接制造工艺文件有哪些？

①工艺过程卡片：

主要用于单件小批生产的产品示例。

②工艺卡片：

用于各种批量生产的产品。

③工序卡片：

主要用于大批量生产的产品和单件小批生产中的关键工序。

④操作指导卡片（作业指导书）：

用于建立工序质量控制点的工序。

⑤工艺守则：

某一专业应共同遵守的通用操作要求。

⑥检验卡片：

用于关键工序检查。

⑦装配系统图：

配合装配的工艺过程或工序卡片使用，以便于复杂产品的装配。

⑧热处理、成形、锻造工艺卡片等。

5、钢结构焊接工艺评定试验项目有哪些？

有目视检查、无损检验、弯曲试验、拉伸试验、缺口冲击试验、宏观金相检验。

钢结构零件备料加工工艺

1.、焊接加工材料为什么要预处理？

预处理的目的是把型材表面的铁锈、油污、氧化皮等清理干净，为后序加工做准备。

2、材料变形的原因有哪些？

变形矫正方法是什么？

型材变形的原因:

①轧制过程中引起的变形；

②型材因运输和不正确堆放产生的变形；

③型材在备料过程中引起的变形.

变形矫正的方法有手工矫正、火焰矫正、高频热点矫正、机械矫正等。

3、什么是板厚处理？

在实际生产中，钢板厚度大于1.5mm时，将直接影响工件表面展开的长度、高度以及相关构件的接口尺寸。

因钢板厚度而改变展开作图的图形处理称为板厚处理。

4、金属制作件的坯料一般可用方法下料？

金属制作件的坯料一般可用火焰切割、等离子切割、剪切、冲裁或切削等方法下料。

5、火焰切割、等离子切割原理是什么？

火焰切割是利用氧-乙炔气体火焰将被切割的金属预热到燃点后，再向此处喷射高压氧气流，使达到燃点的金属在切割氧流中燃烧，从而形成熔渣，并借助切割氧的吹力将熔渣吹掉，所放出的热量又进一步加热切割缝边的金属，再次达到燃点。

等离子弧切割是利用气体介质通过电弧产生“等离子体”。

等离子弧可以通过极大的电流，具有极高的温度，因其截面很小，能量高度集中，在喷嘴出口的温度可达20000C°

，可以进行高速切割。

由于等离子弧中的正离子和电子等各种带电粒子所带正、负电荷的数量相等，整个等离子弧呈中性。

常用等离子弧的工作气体是氮、氩、氢，以及它们的混合气体，用得最多的、最广泛的是氮气。

6、卷板工艺过程分几部分组成，各阶段特点。

卷板由预弯、对中和卷弯三个过程组成。

预弯（压头）：

板料在卷板机上弯曲时，两端边缘总会有剩余直边，一般对称弯曲时剩余直边约为板厚的6～20倍，不对称弯曲时为对称弯曲时的1／6～1／10。

为了消除剩余直边应先对板料进行预弯，使剩余直边弯曲到所需曲率半径后再卷弯。

对中：

在卷弯时如果板料放不正，卷弯后会发生歪扭，如果在卷弯前将辊的中心线与钢板的中心线平行，即所谓对中。

卷弯：

当碳素钢钢板厚度大于或等于圆筒内径的四十分之一时应进行热卷。

常用低碳钢、普低钢的热卷加热温度为900～1050℃，终止温度不低700℃。

热卷能防止板料的加工硬化现象，但热卷时操作困难，氧化皮危害较大，板料变薄也较严重。

因此，也可以试用温卷，即把钢板加热到500～600℃时进行卷弯。

钢结构的装配

1、装配的三个基本条件是什么？

定位、夹紧、测量是装配的三个基本条件。

2、零件的六点定位原理？

零件在空间的定位是利用六点定位法则进行的，即限止每个零件在空间的六个自由度，使零件在空间有确定的位置，这些限止自由度的点就是定位点。

3、什么是定位焊，定位焊应注意哪些事项？

定位焊是用来固定个焊接零件之间的相对位置，以保证焊件得到正确的几何形状和尺寸而进行的焊接。

注意事项：

①定位焊缝的起头和结尾均应圆滑过渡；

②预热温度与焊接时相同；

③定位焊电流应比焊接电流大10%～15%；

④定位焊的尺寸随焊缝长度而变20-50mm；

⑤在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不要进行定位焊

⑥在低温下焊接时定位焊缝易开裂。

采用碱性低氢焊条；

⑦定位焊所使用的焊条应与焊接时所用的焊条牌号相同，焊条直径可略细一些，常用φ3.2mm和φ4mm的焊条。

4、零件的定位和装配方法有哪些？

如何选择。

零件的定位和装配方法有划线定位装配、样板定位装配、地样装配、定位元件定位装配法、胎卡具（又称胎架）装配法。

划线定位装置通常用于简单的单件小批量装配或总装时的部分较小零件的装配。

样板定位装配常用于钢板与钢板之间的角度装配和容器上各类管口的安装。

定位元件定位装配法适用于批量生产。

5、容器的装配圆筒节对接装配的种类？

容器的装配圆筒节对接装配可分为卧装和立装。

6、焊接工艺参数的包括哪些内容？

焊条电弧焊的焊接工艺参数通常包括：

焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、电源种类和极性、焊接层数等。

7、焊接热参数有哪些？

其目的是什么？

焊接热参数主要包括预热、后热及焊后热处理。

预热的目的是减缓焊接接头加热时的温度梯度及冷却速度，适当延长在800～500℃区间的冷却时间，从而减少或避免产生淬硬组织，有利于氢的逸出，可防止冷裂纹的产生。

后热的目的是防止焊接区扩散氢的聚集，避免延迟裂纹的产生，所以后热也称除氢处理。

焊后热处理是为了改善焊接接头的组织和性能，消除残余应力，提高结构的几何稳定性。

装配—焊接用机械装备

1、装配—焊接机械装备在焊接中的作用？

①零件由定位器定位，不用划线，不用测量就能得到准确的装配位置；

②保证了装配精度，控制了焊接变形；

③缩短焊件的生产周期，同时可缩短装配和施焊过程中的焊件翻转变位的时间，减少了辅助工时，提高了焊机利用率和焊接生产率.

2、装配—焊接夹具的分哪几类？

手动夹具、气动夹具、液压夹具、磁力夹具、真空夹具、电动夹具、混合夹具等。

3、装配--焊接夹具有哪几部分组成？

装配--焊接夹具有定位元件、夹紧装置、夹具体组成。

4、常用手动夹紧机构有哪些？

各有何特点？

手动夹紧机构有螺旋夹紧机构、偏心圆（凸轮）夹紧机构、杠杆-铰链夹紧机构、斜楔夹紧机构等。

螺旋夹紧机构扩力比大（60~140）、自锁可靠、结构简单、制作容易、派生形式多、适应范围广。

偏心圆（凸轮）夹紧机构偏心夹紧动作迅速，有一定自锁作用，结构简单。

行程短，偏心轮转角为60°

～90°

的范围所对应的圆弧为工作段。

夹紧力不大，怕振动。

一般用于小行程、无振动场合。

杠杆-铰链夹紧机构由杠杆、连接板及支座相互铰接而成。

斜楔夹紧机构结构简单、易于制造，既能独立使用又能与其它机构联合使用。

夹紧力不很大，效率低，手工操作费力；

手动斜楔多在单件小批生产或在现场大型金属结构的装配和焊接中使用。

5、焊接工装夹具设计程序？

准备工作；

方案设计；

绘制总装图；

标注工装总图上各部件尺寸和技术要求；

标注零件编号及编制零件明细表；

绘制工装零件图；

校对；

编写说明书。

6、焊接滚轮架的功能及结构形式有哪些？

焊接滚轮架主要用于筒形焊件的装配与焊接。

若对主、从动滚轮的高度作适当调整，也可进行锥体、分段不等径回转体的装配与焊接。

焊接滚轮架的结构形式有长轴式滚轮架、组合式滚轮架

7、焊工操作台的作用？

焊工操作台主要用于高大焊件的手工和半机械化焊接，也用于装配作业和其它需要登高作业的场合。

8、焊接机器人的优点？

焊接机器人的优点有：

稳定和提高焊接质量，保证其均匀性；

提高劳动生产率；

改造工人劳动条件；

降低对工人操作技术的要求；

缩短产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资；

可实现小批量产品的焊接自动化；

能在空间站建设、核能设备维修、深水焊接等极限条件下完成人工难以进行的焊接作业；

为焊接柔性生产线提高技术基础。

9、焊接辅助设备分类？

焊件变位系统、焊机变位系统、焊工变位系统。

典型钢结构生产工艺

1、压力容器的分类？

①按设计压力划分

可分为四个承受等级，即:

低压容器（代号L）0.1≤P＜1.6MPa

中压容器（代号M）1.6≤P＜10MPa

高压容器（代号H）10≤P＜100MPa

超高压容器（代号U）≥100MPa

②按综合因素划分

I类容器

一般指低压容器（Ⅱ、Ⅲ类规定的除外）。

储气罐、水箱。

Ⅱ类容器

①中压容器；

②易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；

③毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；

④低压管壳式余热锅炉；

⑤搪玻璃压力容器。

Ⅲ类容器

①毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和大于等于0.2MPa/m3的低压容器；

②易燃或毒性程度为中度危害介质且大于等于0.5MPa/m3的中压反应容器或大于等于10MPa/m3的中压储存容器；

③高压、中压管壳式余热锅炉；

④高压容器。

2、压力容器的A、B、C、D类焊缝分别指容器哪些部位的接缝？

①A类焊缝受压部分的纵向焊缝（多层包扎压力容器层板的层间纵向焊缝除外），各种凸形封头的所有拼接焊缝，球形封头与圆筒连接的环向焊缝以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊缝，均属于此类焊缝。

②B类焊缝受压部分的环形焊缝、锥形封头小端与接管连接的焊缝均属于此类焊缝；

③C类焊缝法兰、平封头，管板等与壳体、接管连接的焊缝，内封头与圆筒的搭接填角焊缝以及多层包扎压力容器层与层纵向焊缝，均属于此类焊缝。

④D类焊缝接管、人孔、凸缘等与壳体连接的焊缝，均属于此类焊缝；

⑤E类焊缝吊耳、支座等与客体连接的焊缝。

3、压力容器常用检验方法有哪些？

主要检测哪些焊缝类型。

压力容器常用检验方法有射线—RT、超声波—UT、磁粉—MT、渗透—PT

4、钢结构安装方法有哪些？

钢结构安装方法有高空散装法；

分条或分块安装法；

高空滑移法；

整体吊装法；

体提升法；

整体顶升法等。

钢结构的焊接生产安全

1、备料及成形加工过程中注意事项？

①备料的安全技术

注意吊料前必须检查钢丝绳、卡钩是否完整与牢固；

挂钩时必须找好重心，钢板必须挂稳、挂平，不准用手扶把被吊件；

放置钢板时，应事先选好位置、放好垫块，禁止边落料边放置或调整垫块；

剪切工作时禁止将手和工具伸入剪床内，以免发生人身和设备事故；

②成形加工中的安全技术

使用应注意板料进入辊筒时要注意人体压伤、割伤的发生，卷板时要防止手或衣物被绞入辊筒内，严禁人站在板料上。

热卷时应防止烫伤；

使用行车配合卷板工作时，应有专人指挥。

吊具选择要适当，行车应不影响卷板机的工作；

取出已卷好的圆筒时，必须停机并采取防止圆筒坠落的措施；

放置卷好的圆筒时，应摆放整齐、平稳，以防滚动伤人。

2、焊接结构装配过程易发生哪些危险？

在装配时不仅存在机械性损伤、高空坠落、大件倾倒压伤等不安全因素，同时还存在噪声污染、弧光辐射和焊接烟尘等不卫生因素。

3、焊工职业病有哪些？

如何防备？

皮肤受强烈紫外线作用时可引起皮炎、电光性眼炎。

长期接触红外线可能造成红外线白内障，视力减退，严重时能导致失明。

长期接触金属烟尘能引起焊工尘肺、锰中毒和焊工“金属热”等职业性危害。

长时期暴露在一定强度噪声环境中，可以引起听觉障碍、噪声性外伤、噪声性耳聋等症状。

防备措施：

①通风技术措施：

全面性通风

②个人防护措施：

包括眼、耳、鼻、口、身各方面的防护用品

③改革工艺和焊条　

④焊接弧光防护

⑤放射性防护

4、电对人体的伤害主要有哪几种？

如何防止？

电对人体的伤害有电击和电伤两种。

防止措施：

焊钳应保证在任何斜度下都能夹紧焊条，有良好的绝缘和隔热能力。

焊接电缆要外包胶皮绝缘套。

焊机应放置在干燥和通风的地方。

焊接工作前，应先检查焊机设备和工具是否安全。

推拉闸门开关时，必须戴皮手套。

更换焊条时，焊工应戴上绝缘手套。

水下电弧焊接要穿不透水的潜水服，戴干燥的橡皮手套等。

补充

1、铰链–杠杆的分类及特点？

杠杆–铰链夹紧机构共有五种基本类型。

其加紧速度快，夹头开度大，机动、灵活，使用方便，常用来夹紧薄板金属构件。

2、展开放样

把各种立体表面摊平的几何作图称为展开放样。

可展表面的展开放样方法有:

平行线展开法、放射线展开法和三角形展开法。

3、冲裁

冲裁是利用模具使板料分离的冲压工序。

是利用上下刀刃的相对运动切断材料的加工方法。

冲裁可分为落料和冲孔两种:

冲裁时沿封闭曲线以内被分离的板料是零件时称为落料；

封闭曲线以外的板料作为零件时称为冲孔。

4、三辊卷板的缺点

三辊卷板机的缺点是板材端部需要借助其它设备进行预弯。

5、封头的生产流程

原材料检验→划线→下料→拼缝坡口加工→拼板的焊装→加热→压制成形→二次划线→封头余量切割→热处理→检验→装配

6、什么是名义厚度

名义厚度是指将设计厚度加上钢材厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即图样上标注的厚度。

7、材料变形矫正的方法

材料变形的矫正方法有冷加工法（手工矫正、机械矫正）、热加工法（火焰矫正法）火焰加热方式有点状加热、线状加热、三角形加热。

8、火焰矫正的原理，三角矫正适用于什么？

火焰矫正法，是利用可燃气体与助燃气体混合燃烧放出的热量对变形件的局部进行加热，使之产生压缩塑性变形，使伸长的部位冷却后局部缩短，利用收缩产生的变形抵消焊接引起的变形。

三角形加热主要用于构件刚性较大、变形量大的弯曲变形。

9、消除应力的方法

①热处理：

整体回火和局部回火

②锤击法：

主要用于铸铁焊接（锤击时要掌握好打击力量，保持均匀、适度，避免因打击力量过大造成加工硬化或将焊缝锤裂。

另外，焊后要及时锤击，除打底层不宜锤击外，其余焊完每一层或每一道都要进行锤击。

锤击铸铁时要避开石墨膨胀温度。

避免在蓝脆区敲击200-300℃。

）

③振动消除法

④加载法