焊接冶金學(xué)習(xí)題答案匯總

1、第一章 焊接化學(xué)冶金1、什么是焊接化學(xué)冶金？它的主要研究內(nèi)容和學(xué)習(xí)的目的是什么?答：焊接化學(xué)冶金指在熔焊過程中，焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)之間在高溫下的相互作用反應(yīng)。它主要研究各種焊接工藝條件下，冶金反應(yīng)與焊縫金屬成分、性能之間的關(guān)系及變化規(guī)律。研究目的在于運(yùn)用這些規(guī)律合理地選擇焊接材料，控制焊縫金屬的成分和性能使之符合使用要求，設(shè)計(jì)創(chuàng)造新的焊接材料。2、調(diào)控焊縫化學(xué)成分有哪兩種手段？它們怎樣影響焊縫化學(xué)成分？答：調(diào)控焊縫化學(xué)成分的兩種手段：1）、對(duì)熔化金屬進(jìn)行冶金處理；2）、改變?nèi)酆媳?。怎樣影響焊縫化學(xué)成分：1）、對(duì)熔化金屬進(jìn)行冶金處理，也就是說，通過調(diào)整焊接材料的成分和性能，控制冶金反應(yīng)的發(fā)展，來獲

2、得預(yù)期要求的焊接成分；2）、在焊縫金屬中局部熔化的母材所占比例稱為熔合比，改變?nèi)酆媳瓤梢愿淖兒缚p金屬的化學(xué)成分。3、焊接區(qū)內(nèi)氣體的主要來源是什么？它們是怎樣產(chǎn)生的？答：焊接區(qū)內(nèi)氣體的主要來源是焊接材料，同時(shí)還有熱源周圍的空氣，焊絲表面上和母材坡口附近的鐵皮、鐵銹、油污、油漆和吸附水等，在焊接時(shí)也會(huì)析出氣體。產(chǎn)生：、直接輸送和侵入焊接區(qū)內(nèi)的氣體。、有機(jī)物的分解和燃燒。、碳酸鹽和高價(jià)氧化物的分解。、材料的蒸發(fā)。、氣體（包括簡單氣體和復(fù)雜氣體）的分解。4、氮對(duì)焊縫質(zhì)量有哪些影響？控制焊縫含氮量的主要措施是什么？答：氮對(duì)焊接質(zhì)量的影響：a在碳鋼焊縫中氮是有害的雜質(zhì)，是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因之一。b

3、氮是提高低碳鋼和低合金鋼焊縫金屬強(qiáng)度、降低塑性和韌性的元素。 c氮是促進(jìn)焊縫金屬時(shí)效脆化的元素?？刂坪缚p含氮量的主要措施：a、控制氮的主要措施是加強(qiáng)保護(hù)，防止空氣與金屬作用；b、在藥皮中加入造氣劑（如碳酸鹽、有機(jī)物等），形成氣渣聯(lián)合保護(hù)，可使焊縫含氮量下降到0.02%以下；c、采用短弧焊（即減小電弧電壓）、增大焊接電流、采用直流反接均可降低焊縫含氮量；d、增加焊絲或藥皮中的含碳量，可降低焊縫中的含氮量。5、綜合分析各種因素對(duì)手工電弧焊時(shí)焊縫含氫量的影響？答：（1）焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫含氫量有一定的影響：手工電弧焊時(shí)，增大焊接電流使熔滴吸收的氫量增加；增大電弧電壓使焊縫含氫量有某些減少。電弧焊時(shí)，

4、電流種類和極性對(duì)焊縫含氫量也有影響。（2）制造焊條時(shí)，適當(dāng)提高烘烤溫度可以降低焊接材料的含水量，因而也就相應(yīng)地降低了焊縫中的含氫量。（3）焊件坡口附近表面上的鐵銹、油污、吸附水等是增加焊縫含氫量的原因之一，焊前應(yīng)仔細(xì)清除。6、氧對(duì)焊接質(zhì)量有哪些影響？應(yīng)采用什么措施減少焊縫含氧量？答：氧對(duì)焊接質(zhì)量的影響：氧在焊縫中無論以何種形式存在，對(duì)焊縫的性能都有很大影響。隨著含氧量的增加，焊縫強(qiáng)度、塑性、韌性都有明顯下降，尤其是低溫沖擊韌度急劇下降。此外，它還一起熱脆、冷脆和時(shí)效硬化。另外，氧燒損鋼中的有益元素使焊縫性能變化。熔滴中含氧和碳多時(shí)，它們相互作用生成CO受熱膨脹，使熔滴爆炸，造成飛濺，影響焊接過

5、程的穩(wěn)定性。減少焊縫含氧量的措施：1） 純化焊接材料，在焊接某些要求比較高的合金鋼、合金和活性金屬時(shí)，應(yīng)盡量用不含氧或氧少的焊接材料。2） 控制焊接工藝參數(shù)，為了減少焊縫含氧量，應(yīng)采用短弧焊。3） 脫氧：用控制焊接工藝參數(shù)的方法減少焊縫含氧量是受限制的，所以必須用冶金的方法進(jìn)行脫氧，比如硅錳聯(lián)合脫氧。7、CO2保護(hù)焊焊接低合金鋼時(shí)，應(yīng)采用什么焊絲？為什么？答：用普通焊絲（H08A）進(jìn)行CO2保護(hù)焊時(shí)，由于碳的氧化在焊縫中產(chǎn)生氣體，同時(shí)合金元素?zé)龘p，焊縫含氧量增大。所以必須采用含硅、錳高的焊絲（H08Mn2Si）或藥芯焊絲，以利于脫氧，獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。8、脫氧和合金過渡有何區(qū)別聯(lián)系？選擇脫氧劑和合

6、金劑各應(yīng)遵循什么原則？答：區(qū)別：脫氧的目的是盡量減少焊縫中的含氧量和排除脫氧后的產(chǎn)物，而合金過渡的目的則是補(bǔ)償焊接過程中由于蒸發(fā)、氧化等原因造成的合金元素的損失，獲得具有特殊性能的堆焊金屬。聯(lián)系：脫氧和合金過渡都是通過在焊接材料中加入合適的元素或合金，使之在焊接過程中各自達(dá)到脫氧和合金的過渡，從而改善焊縫金屬的組織和性能。選擇脫氧劑遵循的原則：1）脫氧劑在焊接溫度下對(duì)樣的親和力應(yīng)比被焊金屬對(duì)氧的親和力大；2）脫氧產(chǎn)物應(yīng)不溶于液態(tài)金屬；3）必須考慮脫氧劑對(duì)焊縫成分、性能及焊接工藝性能的影響。選擇合金劑遵循的原則：1）能補(bǔ)償焊接過程中合金元素的損失；2）能消除焊接缺陷，改善焊縫金屬的組織和性能；3

7、）合金劑制造工藝不易太復(fù)雜，成本不能太高；4）合金的損失小，利用率高。9、綜合分析熔渣的堿度對(duì)金屬的氧化、脫氧、脫硫、脫磷、合金過渡的影響。答：氧化：堿性渣時(shí)焊縫含氧量比酸性渣時(shí)多。脫氧：在熔渣脫氧時(shí)，堿度高不利于脫氧，但在用硅沉淀脫氧時(shí)，堿度高可以提高硅的脫氧效果。脫硫：熔渣的還原性和堿度，渣中氧化鈣的濃度高和氧化亞鐵的濃度低都有利于反應(yīng)的進(jìn)行，因此，在還原其中脫硫是有利的，熔渣堿度高也有利于脫硫。脫磷：脫磷的有利條件是高堿度和強(qiáng)氧化性的、粘度小的熔渣，較大的渣量和較低的溫度。合金過渡：若其他條件相同，則合金元素的氧化物與熔渣的酸堿性相同時(shí)，有利于提高過渡系數(shù)。隨堿度的增加合金過渡系數(shù)越大。

8、第二章 焊接材料1、焊條的組成及各部分的作用？答： 焊條由焊芯和藥皮組成。焊芯作用：受熱熔化時(shí)作為焊縫填充金屬，其化學(xué)成分和性能直接影響焊縫金屬的質(zhì)量。藥皮作用：（1）保護(hù)作用。 在電弧熱作用下形成熔渣和氣體，起到隔離空氣，保護(hù)熔滴、熔池和焊接區(qū)的作用；（2）冶金作用，包括：a）去除有害雜質(zhì)（S、P、N、H、O等）；b）添加有益合金；（3）保證焊條具有良好的工藝性能，包括：a）使電弧容易引燃，并燃燒穩(wěn)定；b) 焊接飛濺小，成形美觀；c）易于脫渣；d）適用于各種位置關(guān)系焊接。2、綜合分析堿性焊條藥皮中CaF2的作用及對(duì)焊縫性能的影響。答：它的主要作用是脫氫，在焊條藥皮中加入CaF2，其可以通過焊

9、接冶金反應(yīng)生成HF氣體， 由于HF是比較穩(wěn)定的氣體，高溫時(shí)不易發(fā)生分解，也不溶于液體金屬中，而是與焊接煙塵一起揮發(fā)了，所以可以減低熔池金屬中的H含量，從而提高焊縫金屬的沖擊韌性和抗裂性能。3、試分析低氫型堿性焊條降低發(fā)塵量及毒性的主要途徑。低氫型碳鋼焊條的焊接煙塵量高于鈦鈣型焊條，煙塵中危害最大的是KF，NaF，而鈉鉀主要存在于水玻璃中，故可用樹脂來降低水玻璃的粘性作用。4、低氫焊條為什么對(duì)鐵銹、油污、水分很敏感？低氫焊條的熔渣不具有氧化性，一旦有氫侵入熔池，將很難脫出，所以低氫焊條對(duì)于鐵銹、油污，水分很敏感，必須嚴(yán)格控制氫的來源才可以保證焊接質(zhì)量。5、酸性焊條及堿性焊條分別常采用哪種脫氧元素

10、？答：（1） 酸性焊條常采用錳鐵作為脫氧元素。因?yàn)?，酸性渣中含有較多的 SiO2 和 TiO2，它們?nèi)菀着c錳的脫氧產(chǎn)物 MnO 生成復(fù)合物 MnOSiO2 和 MnOTiO2，使 MnO 的活度系數(shù)減小，因此脫氧效果較好。相反，在堿性渣中 MnO 的活度較大，不利于錳脫氧。堿度越大，錳的脫氧效果越差。（2）堿性焊條需要采用硅鐵和錳鐵聯(lián)合脫氧。硅的脫氧能力比錳大，但生成的SiO2熔點(diǎn)高，通常認(rèn)為處于固態(tài)，不易聚合為大的質(zhì)點(diǎn)；同時(shí)SiO2與鋼液的界面張力小，潤濕性好，不易從鋼液中分離，易造成夾雜。 為避免夾雜，把硅和錳按適當(dāng)?shù)谋壤尤胍簯B(tài)金屬中進(jìn)行聯(lián)合脫氧時(shí)，其脫氧產(chǎn)物為不飽和液態(tài)硅酸鹽，它的密度

11、小，熔點(diǎn)低，易于浮出，并易被熔渣吸收，從而減少鋼中的夾雜物和含氧量，脫氧效果十分顯著。6、和實(shí)芯焊絲及焊條相比，藥芯焊絲的優(yōu)、缺點(diǎn)各是什么？優(yōu)點(diǎn)：1)由于藥芯焊絲中加入了穩(wěn)弧劑，而使電弧穩(wěn)定燃燒，溶滴均勻的噴射過渡，所以焊接飛濺較少，并且飛濺顆粒較小，焊縫成形美觀；2）焊絲熔敷速度快，熔敷速度高于焊條和實(shí)芯焊絲，可采用大電流進(jìn)行全位置焊接，焊接效率高；3）通過調(diào)整藥粉的成分與比例，可焊接和堆焊不同成分的鋼材，適應(yīng)性強(qiáng)，焊接煙塵量低。缺點(diǎn)：1）焊絲制造工藝復(fù)雜，成本高；2）焊絲外表易銹蝕、藥粉易吸潮，不宜長期保存，使用前要對(duì)焊絲進(jìn)行清理和250300的烘烤，增加了生產(chǎn)成本。第三章 熔池凝固和焊縫

12、固態(tài)相變1、與鋼錠的結(jié)晶相比，焊接熔池的凝固有哪些特點(diǎn)？答： （1）熔池金屬的體積小，冷卻速度快。a) 在一般電弧焊條件下，熔池的體積最大也只有30cm3 ，重量不超過100g；b）焊接熔池周圍被冷態(tài)金屬所包圍，所以熔池的冷卻速度很大，通?？蛇_(dá)4100/s，遠(yuǎn)高于一般鑄件的冷卻速度；（2）溫差大、過熱溫度高。a）熔池金屬中不同區(qū)域,因加熱與冷卻速度很快，熔池中心和邊緣存在較大的溫度梯度。例如，對(duì)于電弧焊接低碳鋼或低合金鋼，熔池中心溫度高達(dá)21002300，而熔池后部表面溫度只有1600左右，熔池平均溫度為1700100。b）過熱溫度高，非自發(fā)形核的原始質(zhì)點(diǎn)數(shù)大為減少，這也促使焊縫柱狀晶的發(fā)展。

13、（3）熔池是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下結(jié)晶。熔池金屬在結(jié)晶過程中受到強(qiáng)烈的攪拌和對(duì)流作用，熔池的流動(dòng)有利于熔池金屬成分分布的均勻化與純凈化。2、什么是聯(lián)生結(jié)晶，焊接條件下，為什么容易得到柱狀晶？答：焊縫金屬在凝固結(jié)晶時(shí)，不是重新生產(chǎn)新的晶核，而是依附于母材現(xiàn)成的表面，形成共同晶粒的凝固方式，稱為外延結(jié)晶或聯(lián)生結(jié)晶。焊接條件下：（1） 熔池沿定向散熱，即垂直于熔合線的方向散熱最快，有利于晶粒沿該方向優(yōu)先生長；（2）由于焊接冷卻速度較快，所以其成分過冷度較大，易于形成粗大的樹枝柱狀晶（柱狀晶）。3、焊接條件下的熔池結(jié)晶形態(tài)分布特征及其形成原因？答：如圖所示：（1）在焊縫的熔化邊界，由于溫度梯度（G）較大，結(jié)晶速

14、度（R）較小，故成分過冷度小，接近于零，形成平面晶；（2）隨著遠(yuǎn)離熔化邊界向焊縫中心過渡，溫度梯度G逐漸變小，而結(jié)晶速度R逐漸增大，所以結(jié)晶形態(tài)將由平面晶向胞狀晶、樹枝胞狀晶（柱狀晶）、等軸晶過渡。4、分析焊縫金屬的化學(xué)不均勻性，為什么會(huì)形成這種不均勻性?答：所謂的化學(xué)不均勻性指的是結(jié)晶過程中化學(xué)成分的一種偏析現(xiàn)象。焊接過程中的偏析包括：（1）顯微偏析（或枝晶偏析），形成原因：焊接時(shí)冷卻速度大，液固界面溶質(zhì)來不及擴(kuò)散，純金屬先結(jié)晶，雜質(zhì)后結(jié)晶，形成晶粒邊界或一個(gè)晶粒內(nèi)部亞晶界或樹枝晶的晶枝之間的成分偏析。 （2）宏觀偏析（區(qū)域偏析），形成原因：當(dāng)焊速極大，焊縫以柱狀晶長大時(shí)，把雜質(zhì)推向熔池中心

15、，中心雜質(zhì)濃度升高，形成焊縫邊緣到焊縫中心的成分不均勻性。（3）層狀偏析（由于化學(xué)成分不均勻性引起分層現(xiàn)象），形成原因：由于結(jié)晶過程周期性變化（結(jié)晶潛熱和熔滴過渡時(shí)熱量的輸入周期性變化 ）導(dǎo)致晶體成長速度 R 發(fā)生周期性變化，R 升高，結(jié)晶前沿溶質(zhì)濃度升高， R 減小，結(jié)晶前沿的溶質(zhì)濃度減少，最終形成溶質(zhì)濃度層狀變化的偏析層。5、低碳鋼焊縫的相變組織特點(diǎn)及其性能改善措施？答：鐵素體（F）少量珠光體（P），過熱時(shí)易形成魏氏體（W）。改善措施：（1）采用多層焊代替單層焊，使焊縫獲得細(xì)小的鐵素體和少量珠光體，使柱狀晶組織破壞。（2）焊后熱處理：在A3點(diǎn)以上2030加熱保溫，破壞柱狀晶。（3）增加冷卻

16、速度，使組織細(xì)化，提高硬度。6、低合金鋼焊縫的相變組織中包括哪幾種鐵素體，其形成條件及基本形態(tài)和對(duì)焊縫性能的影響分別有什么不同？答：（1）先共析鐵素體。 產(chǎn)生溫度770一680， 沿原奧氏體晶界析出的鐵素體, 呈長條狀或塊狀多邊形分布，降低焊縫的韌性。（2）側(cè)板條鐵素體。產(chǎn)生溫度700一550； 是從先共析鐵素體的側(cè)面向晶內(nèi)生長的板條狀或鋸齒狀鐵素體，其長寬比在20：1以上，使韌性顯著降低。（3）針狀鐵素體。產(chǎn)生溫度500附近（中等冷速）；在原奧氏體晶內(nèi)以針狀生長的鐵素體寬約2m左右，長寬比多在3：15：1的范圍內(nèi)，可改善焊縫的韌性。（4）細(xì)晶鐵素體。產(chǎn)生溫度500以下（有細(xì)化晶粒的元素存在條

17、件下形成）；在原奧氏體內(nèi)形成晶粒尺寸較小的鐵素體。7、 試述焊縫中氣孔的類型及其分布特征和形成原因？答：（1）可分為兩種類型：反應(yīng)型氣孔（CO）及溶解型氣孔（H2、N2）。（2）分布特征：CO氣孔一般分布在焊縫內(nèi)部，呈條蟲狀，內(nèi)壁光滑；氫氣孔大部分分布于焊縫表面，斷面呈螺釘狀，在焊縫表面時(shí)呈喇叭口形，內(nèi)壁光滑；氮?dú)饪滓话阍诒砻娉啥殉霈F(xiàn)，呈蜂窩狀，只在保護(hù)不良時(shí)形成。（3）反應(yīng)型氣孔（CO）形成原因：CO不溶解于液態(tài)金屬，在高溫時(shí)，以氣泡的形式猛烈逸出，當(dāng)焊接速度較快，氣泡不能完全逸出時(shí)，就沿結(jié)晶方向形成條蟲狀氣孔。（4）溶解型氣孔（H2、N2）形成原因：焊接過程中，熔池金屬吸收大量的氫和氮?dú)猓?/p>

18、其在冷卻凝固過程中，氫氣和氮?dú)獾娜芙舛劝l(fā)生急劇下降，當(dāng)熔池冷卻速度快，析出的氣泡來不及逸出時(shí)，就殘存在焊縫金屬中形成氣孔。第四章 焊接熱影響區(qū)的組織1、焊接熱循環(huán)對(duì)被焊金屬近縫區(qū)的組織、性能有什么影響？怎樣利用熱循環(huán)和其他工藝措施改善HAZ的組織性能？答：（1）在熱循環(huán)作用下，近縫區(qū)的組織分布是不均勻的，熔合區(qū)和過熱區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的晶粒粗化，是整個(gè)接頭的薄弱地帶，而且性能（主要是淬硬、韌化和脆化，及綜合力學(xué)性能，抗腐蝕性能，抗疲勞性能等）也是不均勻的。（2）焊接熱循環(huán)對(duì)組織的影響主要考慮四個(gè)因素：加熱速度，加熱的最高溫度，在相變溫度以上的停留時(shí)間，冷卻速度和冷卻時(shí)間；研究它們是研究焊接質(zhì)量的主要

19、途徑，而在工藝措施上，?？刹捎瞄L段的多層焊和短道多層焊，尤其是短道多層焊對(duì)熱影響區(qū)的組織有一定的改善作用，適用于焊接晶粒易長大，而且易；2、冷卻時(shí)間t8/5、t8/3的含義及其各自應(yīng)用；答：t8/5表示在相變溫度范圍內(nèi)，800500；3、焊接加熱過程中的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)？；（1）組織轉(zhuǎn)變向高溫推移；焊接過程的快速加熱，使；（2）奧氏體均質(zhì)化程度降低，部分晶粒嚴(yán)重長大；4、分析不易淬火鋼及易淬火鋼的HAZ組織分布分別；答：如圖所示：；（1）不易淬織有一定的改善作用，適用于焊接晶粒易長大，而且易淬硬的鋼種。2、 冷卻時(shí)間 t8/5、t8/3 的含義及其各自應(yīng)用對(duì)象？答：t8/5表示在相變溫度范圍內(nèi)，

20、800500所用的冷卻時(shí)間，主要用于一般碳鋼和低合金鋼；t8/3表示在相變溫度范圍內(nèi)，800300的冷卻時(shí)間，常用于對(duì)冷裂紋傾向較大的鋼種，各冷卻時(shí)間的選定要根據(jù)不同金屬材料所存在的問題來決定。3、焊接加熱過程中的組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)？（1）組織轉(zhuǎn)變向高溫推移；焊接過程的快速加熱，使各種金屬的相變溫度比起等溫轉(zhuǎn)變時(shí)大有提高。主要是由于：（a） F 或P A 擴(kuò)散重結(jié)晶，需要孕育期；（b）碳化物形成元素(Cr、W、Mo、V、Ti、Nb)等的碳化物擴(kuò)散速度很小(比碳小100010000倍)，同時(shí)它們本身還阻礙碳的擴(kuò)散，從而減慢奧氏體化的進(jìn)程。（2）奧氏體均質(zhì)化程度降低，部分晶粒嚴(yán)重長大。高溫停留時(shí)間短，不

21、利于擴(kuò)散，導(dǎo)致奧氏體均質(zhì)化降低；熔合區(qū)附近的熱影響區(qū)一般溫度較高，處于過熱狀態(tài)，晶粒嚴(yán)重長大。4、分析不易淬火鋼及易淬火鋼的HAZ組織分布分別異同？答：如圖所示：（1）不易淬火鋼。冷軋態(tài)母材：HAZ過熱區(qū) + 完全重結(jié)晶區(qū) + 不完全重結(jié)晶區(qū) + 再結(jié)晶區(qū)；熱軋態(tài)母材：HAZ過熱區(qū) + 完全重結(jié)晶區(qū) + 不完全重結(jié)晶區(qū)。（2）易淬火鋼。調(diào)質(zhì)態(tài)母材：HAZ完全淬火區(qū) + 不完全淬火區(qū) + 回火區(qū)；退火或正火態(tài)母材：HAZ完全淬火區(qū) + 不完全淬火區(qū)。5、影響焊接HAZ最大硬度Hmax的因素是什么？怎樣利用Hmax來判斷HAZ的組織和性能？它有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：影響焊接HAZ最大硬度Hmax的因素是

22、含碳量、合金元素及冷卻條件等，Hmax 越大，則熱影響區(qū)的淬硬傾向越大，韌性越低，抗裂能力低。6、 焊接HAZ的脆化有幾種？試分析其影響因素及防止措施。答：焊接熱影響區(qū)的脆化包括粗晶脆化，組織脆化以及時(shí)效脆化等。（1）粗晶脆化：HAZ因晶粒粗大發(fā)生韌性降低的現(xiàn)象，晶粒越大，晶界結(jié)構(gòu)越疏松，抗沖擊能力越低，韌性越差。影響因素及防止措施：（a）化學(xué)成分，鋼中含有碳、氮化物的形成元素，就會(huì)阻礙晶界遷移而有效的阻止晶粒長大；（b）使用高能量密度的熱源，可以采用小熱輸入量，從而降低晶粒尺寸；（2）組織脆化：焊接HAZ中由于出現(xiàn)脆硬組織而產(chǎn)生的脆化稱之組織脆化，它包括片狀M脆化及M-A組元脆化。（a）片狀

23、M脆化 ，形成于低碳調(diào)質(zhì)鋼、中碳鋼、中碳調(diào)質(zhì)鋼中，冷卻速度越高，片狀M，越多，脆性傾向越高，提高焊接熱輸入，降低冷卻速度，可以改善片狀M脆化， 但熱輸入過高，導(dǎo)致晶粒過分長大，又會(huì)導(dǎo)致粗晶脆化，另外采用緩冷、預(yù)熱也可以起到改善片狀M脆化的作用。（b）M-A組元形成條件：低碳、低合金鋼+中等冷速形成M-A組元。（焊接低碳、低合金鋼時(shí)，先析出F，導(dǎo)致殘余A的碳濃度增高，高碳A轉(zhuǎn)變?yōu)楦咛糓+殘余A，即M-A組元。）M-A組元數(shù)量越多，脆性轉(zhuǎn)變溫度越高，HAZ脆化越嚴(yán)重。 焊后低溫（250）或中溫（450500）回火可以促進(jìn)M-A 分解，降低脆性；制焊接熱輸入+預(yù)熱、緩冷，也可以提高韌性，降低脆性。（

24、3）時(shí)效脆化，指HAZ在AC1以下的一定溫度范圍內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間的時(shí)效后導(dǎo)致的焊縫脆性增加的現(xiàn)象。（a）熱應(yīng)變時(shí)效脆化，原因: 200-400的溫度范圍內(nèi)熱應(yīng)變碳、氮原子聚集到位錯(cuò)的周圍對(duì)位錯(cuò)產(chǎn)生釘扎和阻塞作用使材料脆化。（b）相析出時(shí)效脆化，原因： 400-600的區(qū)域內(nèi)，快速冷卻碳、氮過飽和； 經(jīng)過時(shí)效，在晶界析出碳化物和氮化物的沉淀相，阻 礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致脆化。7、 碳調(diào)質(zhì)鋼焊接HAZ軟化的機(jī)制？應(yīng)該如何改善和控制？答：焊接調(diào)質(zhì)鋼時(shí)，HAZ軟化程度與母材焊前熱處理狀態(tài)有關(guān)，母材焊前調(diào)質(zhì)處理的回火溫度越低，則焊后軟化程度越嚴(yán)重，大量實(shí)驗(yàn)證明HAZ軟化中最明顯的部分是在A1-A3之間，因?yàn)樘幱?/p>

25、不完全淬火區(qū)的奧氏體遠(yuǎn)為達(dá)到平衡，鐵素體和碳化物物也未充分溶解，故冷卻后造成該區(qū)的強(qiáng)度和硬度均較低，焊前母材強(qiáng)度越大，則焊后軟化程度越大，應(yīng)指出，焊接接頭中，軟化也只是很窄的一層，并處于強(qiáng)體間，變力時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變強(qiáng)化的效應(yīng)。改善措施：適當(dāng)提高焊前調(diào)制處理的回火溫度，可一定程度的改善軟化現(xiàn)象，另外，采用不同的焊接方法和控制線性能量也會(huì)影響軟化。第五章 焊接裂紋1、簡述焊接裂紋的種類及其特征和產(chǎn)生的原因。答：按產(chǎn)生裂紋的本質(zhì)來分，焊接裂紋可分為五大類：（1）熱裂紋，踏實(shí)在高溫下產(chǎn)生的，特征是沿原奧氏體晶界開裂。熱裂紋又分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋等三類。（2）再熱裂紋，厚板焊接結(jié)構(gòu)，并采用含有

26、某些沉淀強(qiáng)化合金元素的鋼材，在進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理或在一定溫度下服役的過程中，在焊接熱影響區(qū)粗晶部位發(fā)生的裂紋稱為再熱裂紋。多發(fā)生的低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼和某些鎳基合金的焊接熱影響區(qū)粗晶部位。再熱裂紋的敏感溫度，視鋼種的不同約550650。（3）冷裂紋，它是焊后冷至較低溫度下產(chǎn)生的，主要發(fā)生在低合金鋼、中合金鋼、中碳和高碳鋼的焊接熱影響區(qū)。冷裂紋按被焊鋼種和結(jié)構(gòu)的不同又分為延遲裂紋、淬火裂紋和低塑性脆化裂紋。（4）層狀撕裂，軋制鋼材的內(nèi)部存在不同程度的分層夾雜物；在焊接時(shí)產(chǎn)生的垂直軋制方向的應(yīng)力，致使熱影響區(qū)附近或稍近的地方產(chǎn)生呈“臺(tái)階”形的層狀開裂，并可穿晶擴(kuò)展。它屬于低溫開

27、裂，一般低合金鋼，撕裂的溫度不超過400；常發(fā)生在厚壁結(jié)構(gòu)的T型接頭、十字接頭和角接頭，是一種難以修復(fù)的失效類型。（5）應(yīng)力腐蝕裂紋，是容器、管道等在腐蝕介質(zhì)和拉伸應(yīng)力的共同作用下（包括工作應(yīng)力和殘余應(yīng)力）產(chǎn)生一種延遲破壞的現(xiàn)象。形態(tài)如同枯干的樹枝，從表面向深處發(fā)展，大多屬于晶間斷裂性質(zhì)，少數(shù)也有穿晶斷裂。從端口來看，為典型的脆性斷口。2、分析液態(tài)薄膜的成因及其對(duì)產(chǎn)生熱裂紋的影響。答：在焊縫金屬凝固結(jié)晶的后期，低熔點(diǎn)共晶被排擠在柱狀晶體交遇的中心部位，形成一種所謂“液態(tài)薄膜”，此時(shí)由于收縮而受到了拉伸應(yīng)力，這時(shí)焊縫中的液態(tài)薄膜就成了薄弱地帶。產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的原因，在于焊縫中存在液態(tài)薄膜和在焊縫凝

28、固過程中受到拉伸應(yīng)力共同作用的結(jié)果，液態(tài)薄膜是產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的內(nèi)因。3、什么是脆性溫度區(qū)間？在脆性溫度區(qū)間內(nèi)為什么金屬的塑性很低？答：熔池結(jié)晶進(jìn)入固液階段后，由于液態(tài)金屬少，在拉伸應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的微小縫隙都無法填充，只要稍有拉伸應(yīng)力存在就有產(chǎn)生裂紋的可能，故把這個(gè)階段叫做“脆性溫度區(qū)”。在脆性溫度區(qū)間內(nèi)，焊縫金屬抵抗結(jié)晶裂紋的能力較弱，所以在此階段焊縫金屬稍有變形就易產(chǎn)生裂紋，所以金屬的塑性很低。4、液化裂紋和多邊化裂紋在本質(zhì)上有何區(qū)別？在防止措施上有何不同？答：（1） 液化裂紋：近縫區(qū)或多層焊的層間部位，在焊接熱循環(huán)峰值溫度的作用下，由于被焊金屬含有較多的低熔共晶而被重新熔化，在拉伸應(yīng)力的作

29、用下沿奧氏體晶界發(fā)生開裂。多邊化裂紋：焊接時(shí)焊縫或近縫區(qū)在固相線稍下的高溫區(qū)間，由于剛凝固的金屬中存在很多晶格缺陷及嚴(yán)重的物理和化學(xué)不均勻性，在一定的溫度和應(yīng)力作用下，由于這些晶格缺陷的遷移和聚集，便形成了二次邊界，即所謂“多邊化邊界”，這種多邊化的邊界，一般情況下并不與凝固晶界重合，在凝固后的冷卻過程中，由于熱塑性降低，導(dǎo)致沿多邊化的邊界產(chǎn)生裂紋，故稱多邊化裂紋。（2）液化裂紋的防止措施：應(yīng)從冶金和工藝兩方面入手，特別是對(duì)冶金方面，盡可能降低母材金屬中硫、磷、硅、硼等低熔共晶組成元素含量十分有效。 多邊化裂紋的防止措施：向焊縫加入提高多邊化激化能的元素，可有效防止多邊化過程。5、試述焊接冷裂

30、紋的特征及其影響因素。答：焊接冷裂紋的特征：冷裂紋的起源多發(fā)生在具有缺口效應(yīng)的焊接熱影響區(qū)或有物理化學(xué)不均勻的氫聚集的局部地帶。有時(shí)沿晶界擴(kuò)散斷裂，有時(shí)是穿斷裂。冷裂紋主要發(fā)生在焊縫金屬中。 影響因素：1）鋼種化學(xué)成分的影響，鋼種的碳含量越高，淬硬傾向越大，即增大冷裂紋的敏感性；2）拘束應(yīng)力的影響；3）氫的有害影響；4）焊接工藝對(duì)冷裂紋的影響，包括焊接線能量、預(yù)熱、焊后后熱、多層焊的影響。6、為什么預(yù)熱有防止冷裂紋的作用？答：大量的生產(chǎn)時(shí)間和理論研究證明，鋼種的淬硬傾向、焊接接頭含氫量及其分布，以及接頭所承受的拘束應(yīng)力狀態(tài)是高強(qiáng)鋼焊接時(shí)產(chǎn)生冷裂的三大主要因素。焊接條件下，近縫區(qū)的加熱溫度很高，

31、使奧氏體晶粒發(fā)生嚴(yán)重長大，當(dāng)快速冷卻時(shí)，粗大奧氏體將轉(zhuǎn)變?yōu)榇执篑R氏體。焊接接頭有馬氏體存在時(shí)，裂紋易于形成和擴(kuò)展，而且在冷卻速度很快的情況下，氫不易從焊縫中逸出，則接頭的敏感性就越大。再加上不均勻加熱及冷卻過程中所產(chǎn)生的熱應(yīng)力及其他應(yīng)力的影響從而導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生冷裂紋。而預(yù)熱可減小焊縫的冷卻速度，從而減少粗大馬氏體的數(shù)量和擴(kuò)散氫含量，而且有利于消除應(yīng)力的影響，所以預(yù)熱可以防止冷裂紋的產(chǎn)生。7、簡述再熱裂紋的主要特征和產(chǎn)生再熱裂紋的機(jī)理。答：主要特征：1）再熱裂紋都是發(fā)生在焊接熱影響區(qū)的粗晶部位并呈現(xiàn)晶間開裂；2）進(jìn)行消除應(yīng)力處理之前焊接區(qū)存在較大的殘余應(yīng)力并有不同程度的應(yīng)力集中，殘余應(yīng)力與應(yīng)力集中

32、必須同時(shí)存在，否則不會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。應(yīng)力集中系數(shù)K越大，產(chǎn)生再熱裂紋所需的臨界應(yīng)力?cr越??；3）產(chǎn)生再熱裂紋存在一個(gè)最敏感的溫度區(qū)間，這個(gè)區(qū)間與再熱溫度及再熱時(shí)間有關(guān)，隨材料的不同而變化；4）一定沉淀強(qiáng)化元素的金屬材料才具有產(chǎn)生再熱裂紋的敏感性。產(chǎn)生機(jī)理：焊后在熱處理時(shí)，殘余應(yīng)力松弛過程中，粗晶區(qū)應(yīng)力集中部位的晶界滑動(dòng)變形量超過了該部位的塑性變形能力，就會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。理論上產(chǎn)生再熱裂紋的 條件可用下式表達(dá)：e?ec，e粗晶區(qū)局部晶界的實(shí)際塑性變形量；ec粗晶區(qū)局部晶界的塑性變形能力，即再熱裂紋的臨界塑性變形量。8、試述產(chǎn)生層狀撕裂的原因？答：產(chǎn)生層狀撕裂的原因：造成層狀撕裂的根本原因在于鋼

33、材中存在較多的夾雜物，而在軋制過程中，軋成平行于軋制方向的帶狀?yuàn)A雜物，這就造成了鋼材力學(xué)性能的各向異性。9、試從形成條件，形貌特征方面分析熱裂紋和冷裂紋的異同？答：第六章 補(bǔ)充內(nèi)容1、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊特點(diǎn)是什么？答：（1）焊接成本低其成本只有埋弧焊和手工電弧焊的4050%；（2）生產(chǎn)效率高其生產(chǎn)率是手工電弧焊的14倍。（3）操作簡便明弧，對(duì)工件厚度不限，可進(jìn)行全位置焊接而且可以向下焊接。（4）焊縫抗裂性能高焊縫低氫且含氮量也較少。（5）焊后變形較小角變形為千分之五，不平度只有千分之三。（6）焊接飛濺小當(dāng)采用超低碳合金焊絲或藥芯焊絲，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飛濺。2、埋弧焊的特點(diǎn)是

34、什么？答：埋弧焊的優(yōu)點(diǎn)：(1) 焊接生產(chǎn)率高： a. 不存在藥皮成分受熱分解的限制，所以允許使用比焊條電弧焊大得多的電流； b. 由于焊劑和熔渣的隔熱作用，因此使埋弧焊的焊接速度大大提高 ；(2) 焊縫質(zhì)量好：a. 在焊劑與熔渣的保護(hù)之中；b. 還原性的氣體；c. 較多的時(shí)間進(jìn)行冶金反應(yīng)，減少了焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷的可能性； d. 焊接參數(shù)可通過自動(dòng)調(diào)節(jié)保持穩(wěn)定；(3) 焊接成本較低：a. 埋弧焊使用的焊接電流大，可使焊件獲得較大的熔深； b. 金屬飛濺極少； c. 埋弧焊的熱量集中，熱效率高；(4) 勞動(dòng)條件好：a. 機(jī)械化； b. 焊工的勞動(dòng)條件大為改善；(5) 焊接范圍廣。埋弧焊的

35、缺點(diǎn)：(1) 難以在空間位置施焊；(2) 對(duì)焊件裝配質(zhì)量要求高；(3) 不適合焊接薄板和短焊縫。1、焊條的工藝性能包括哪些方面；焊條的工藝性能主要包括：a.焊接電弧的穩(wěn)定性b.焊縫成形c.在各種位置焊接的適應(yīng)性d.飛濺e.脫渣性（焊渣的線膨脹系數(shù)、熔渣的氧化性、熔渣的松脆性）f.焊條的熔化速度g.藥皮發(fā)紅的程度h.焊條發(fā)塵量2、綜合分析堿性焊條藥皮中CaF2的作用及對(duì)焊縫的性能的影響a.堿性焊渣中加入CaF2可降低熔渣粘度而有利于物質(zhì)擴(kuò)散，同時(shí)增加渣中的鈣離子的含量，而使P2O5的活性降低，增強(qiáng)脫P(yáng)作用。b.堿性焊渣中加入CaF2可降低熔渣粘度而有利于物質(zhì)擴(kuò)散，提高硫離子的擴(kuò)散能力，同時(shí)形成易

36、揮發(fā)的SF6，因而有利脫S.c.CaF2在焊接化學(xué)冶金過程中最重要的作用就是脫氫，焊接藥皮中加入CaF2可在焊接氣氛下直接與氫原子，水分子反應(yīng)，生成的HF為穩(wěn)定的氣態(tài)產(chǎn)物，高溫穩(wěn)定不分解，也不溶于液態(tài)金屬，而散發(fā)出去，起到脫氫作用。性能影響：造渣與脫氫，藥皮中的CaF2高溫分解出氟，或者與水玻璃等化合物形成NaF，KF再與氫化物質(zhì)形成不溶于金屬的HF，這樣就使焊縫中的含氫量極低，同時(shí)還形成具有一定物理化學(xué)性能的熔渣，起保護(hù)作用和改善焊縫成型，所獲得焊縫金屬的塑性、韌性好，具有良好的抗裂性，用于焊接一些重要的焊接結(jié)構(gòu)和大多數(shù)的合金鋼。3、在酸性焊條藥皮中，加入堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物對(duì)于溶渣

37、的粘度有何影響；加入堿土或堿金屬氧化物，是為了降低酸性渣的粘度，在一定組成的熔渣中，添加少量不同于熔渣性質(zhì)的氧化物，都有降低熔渣粘度的效果，但加入量不能太多，過量時(shí)，則不會(huì)提高熔渣粘度。當(dāng)熔渣粘度過大，將阻礙熔渣與液態(tài)金屬之間的流動(dòng)作用，影響冶金反應(yīng)充分進(jìn)行。5、焊縫和熔合區(qū)的化學(xué)不均勻性，為什么會(huì)形成這種不均勻性；所謂化學(xué)不均勻性指的是結(jié)晶過程中化學(xué)成分的一種偏析現(xiàn)象。焊縫中的化學(xué)不均性顯微偏析（枝晶偏析）產(chǎn)生原因：焊接時(shí)冷卻速度大，液固界面溶質(zhì)來不及擴(kuò)散純金屬先結(jié)晶雜質(zhì)后結(jié)晶宏觀偏析（區(qū)域偏析）原因：焊速極大，焊縫以柱狀晶長大把雜質(zhì)推向熔池中心，中心雜質(zhì)濃度升高所以產(chǎn)生嚴(yán)重偏析層狀偏析（由

38、于化學(xué)成分不均勻性引起分層現(xiàn)象）原因：由于晶體成長速度R發(fā)生周期性變化引起，R升高，結(jié)晶前沿溶度濃度升高，形成一層溶質(zhì)較多的帶狀偏析層，R減小，結(jié)晶前沿的濃度減少。熔合區(qū)的化學(xué)不均勻性原因：合金元素在液相中的溶解度大于固相，熔合區(qū)溶質(zhì)原子由固相向液相界面擴(kuò)散，使界面處合金元素再分配6、低合金鋼焊縫固態(tài)相變的特點(diǎn)，根據(jù)組織特征如何獲得有益組織和避免有害組織特點(diǎn)：其焊縫二次組織隨匹配焊接成分及冷卻條件的不同可由不同組織構(gòu)成，以F為主，P、B、M占次要地位。F越細(xì)小，則韌脆轉(zhuǎn)變溫度越低。方法有：機(jī)械振動(dòng)，超聲振動(dòng)，磁場震動(dòng)；變質(zhì)處理，；焊接熱處理；多層焊；垂直焊道表面；跟蹤回火7、焊接有許多特點(diǎn)，其

39、中最能說明其物理實(shí)質(zhì)；a.焊接的結(jié)合是不可拆卸的，可認(rèn)為需要外加能量與結(jié)合的不可拆卸性是其宏觀上的特點(diǎn)b.微觀上焊接的特點(diǎn)是焊件之間達(dá)到原子間的結(jié)合這兩點(diǎn)是焊接與其他連接方式的根本區(qū)別，即物理本質(zhì)8、焊接的特點(diǎn)使焊接工藝；9、實(shí)現(xiàn)焊接為什么必須加熱或加壓；原子間要形成結(jié)合力建立金屬鍵，需要外加能量，克服阻礙原子間結(jié)合的障礙，這種能量以加熱加壓的形式提供加壓可以破壞表面膜，使連接處發(fā)生局部塑性變形增加有效接觸面積，減小兩物體表面原子間的距離，最終建立起金屬鍵，形成焊接接頭。加熱，使連接處達(dá)到塑性或熔化狀態(tài)破壞金屬表面的氧化膜，減少變形阻力，同時(shí)增加原子的振動(dòng)能，利于再結(jié)晶擴(kuò)散，化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶過程

40、的進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)焊接10、熱軋鋼、正火鋼在焊接中的主要問題是什么 答：主要是各類裂紋的脆化問題焊縫中主要為冷裂紋，一般沒有熱裂紋，熱軋鋼含有少量合金元素，淬硬傾向比低碳鋼淬硬傾向大，并且隨鋼材強(qiáng)度級(jí)別的升高，淬硬傾向升高。正火鋼合金元素較多，高溫區(qū)穩(wěn)定，焊接冷卻易得到B和M，故也易形成冷裂紋，且隨強(qiáng)度級(jí)別的升高而升高熱影響區(qū)：過熱區(qū)脆化，熱硬脆化，可能形成魏氏組織B，粗大M，混合組織導(dǎo)致過熱區(qū)脆化熱軋鋼如還易出現(xiàn)熱應(yīng)變脆化11、熱軋鋼、正火鋼、調(diào)質(zhì)鋼近縫區(qū)脆化的原因；控制方法？答：脆化主要為過熱區(qū)脆化，還有可能是熱應(yīng)變脆化，原因如下過熱區(qū)脆化，焊接接頭被加熱到以上，導(dǎo)致晶粒顯著長大，及一些難熔

41、質(zhì)點(diǎn)的熔入，溶入的溶質(zhì)在冷卻過程中來不及析出會(huì)使材料變脆，過熱粗大的冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)?，粗大及塑性很低的F+高碳+得到混合組織和組織，引起過熱區(qū)脆化熱應(yīng)變脆化：如果上述鋼中固熔含量較高，原子聚集在位錯(cuò)附近釘扎位錯(cuò)，可能引起熱應(yīng)變脆化。12、從保證焊接HAZ具有良好的韌性角度出發(fā)，熱軋鋼、正火鋼在選擇焊接線能量上的區(qū)別；答：對(duì)于熱軋剛從提高過熱區(qū)塑性及韌性出發(fā)，線能量偏小些較為有利。對(duì)于正火鋼，淬硬性傾向增加，容易產(chǎn)生延遲裂紋，所以焊接時(shí)應(yīng)選大些的線能量，或選較小的線能量，而配合適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，既能避免裂紋，又能防止晶粒的過熱。從而避免裂紋，保證韌性。13、為什么正火鋼比熱軋鋼的過熱敏感性大？答；正火鋼是

42、在固溶強(qiáng)化基礎(chǔ)上通過細(xì)晶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化提高強(qiáng)度保證韌性的低合金高強(qiáng)鋼，含有較多的合金元素如：Ti、Nb、V等，這些合金元素形成沉淀相，強(qiáng)化基體。焊接時(shí)線能量過大，會(huì)導(dǎo)致過熱區(qū)沉淀相固溶，這些元素的碳氮化物細(xì)化晶粒，抑制奧氏體長大的作用大大削弱。過熱區(qū)奧氏體晶粒顯著長大，冷卻過程中可產(chǎn)生一些列不利的組織轉(zhuǎn)變，如W,粗大M，塑性很低的混合組織，（F,高碳M和B）和M-A組元，再加上過熱區(qū)C、N固溶量的增加，導(dǎo)致過熱區(qū)韌性降低和時(shí)效敏感度增加，而熱軋鋼合金元素含量較少，主要依靠固溶強(qiáng)化獲得高強(qiáng)度沉淀相很少，故基體不存在沉淀相過熱固溶問題，故過熱敏感性比正火鋼小。14、低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)，易產(chǎn)生哪些問題

43、；答：主要問題為裂紋(主要是冷裂紋)、及脆化、軟化問題a.低碳調(diào)質(zhì)鋼加入了提高淬透性的很近元素，淬透性提高，當(dāng)M轉(zhuǎn)變冷卻速度較快，得不到“自回火”效果，使冷裂紋傾向增加，為加強(qiáng)其淬透性和提高抗回火穩(wěn)定性，加入合金元素，這些元素大多能引起再熱裂紋。b.過熱處的脆化：一些不利于形成低碳M和B的原因，會(huì)引起塑性、韌性降低，脆性增加。c.HAZ的軟化;由于碳化物的聚集長大會(huì)發(fā)生軟化。15、如何綜合考慮、合理地選擇焊接線能量及預(yù)熱溫度；在保證不出裂紋，滿足熱影響區(qū)塑性、韌性的條件下，線能量應(yīng)該盡可能選擇大些。當(dāng)線能量的數(shù)值達(dá)到了最大允許值時(shí)，還不能避免裂紋的發(fā)生，必須采取預(yù)熱措施。預(yù)熱的主要目的是為了防

44、止冷裂紋，預(yù)熱溫度一般低于20016、低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)，過熱區(qū)何種組織的韌性最好？為什么？答;低碳馬氏體+（10-30）貝氏體組織韌性最好，因?yàn)檫@種組織是在t8-5（800-500冷卻時(shí)間）得到的，通過合金元素的作用提高了淬透性，保證獲得高強(qiáng)度、高塑性和韌性的低合金馬氏體和下貝氏體，因而其組織韌性最好.17、低合金高強(qiáng)度鋼焊接最主要的問題是什么(焊接問題)造成這種問題的主要因素有哪些？熱影響區(qū)的淬硬性傾向，隨著鋼的強(qiáng)度等級(jí)的提高，其熱影響區(qū)的淬硬性傾向增大，焊接速度過大或焊接電流過小，導(dǎo)致向焊接區(qū)輸送熱量小于某值，就會(huì)使熱影響區(qū)的冷卻速度加快到產(chǎn)生低塑性的淬硬組織。冷裂紋焊縫含氫量較高或接頭中

45、應(yīng)力較大，在熱影響區(qū)產(chǎn)生冷裂紋。定位焊裂紋容易開裂，焊縫尺寸小，長度短，焊縫及熱影響區(qū)冷卻速度快，容易形成淬硬組織。定位焊后，焊接其他部位時(shí)，焊接應(yīng)力作用下造成開裂。其他容易出現(xiàn)的問題：熱裂紋，主要是硫在晶間形成低熔點(diǎn)的硫化物及其共晶體而引起的再熱裂紋層狀撕裂18、中碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)，主要困難是什么？答：a.中碳調(diào)質(zhì)鋼含碳量及合金元素的含量都較高，因此液-固相區(qū)間較大，偏析也更嚴(yán)重，這就是促使具有較大的熱裂紋傾向。B.中碳調(diào)質(zhì)鋼的淬硬性傾向十分明顯，冷裂紋傾向較嚴(yán)重。C.中碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量較高和很近元素較多，有相當(dāng)大的淬硬性，因而在焊接熱影響區(qū)的過熱區(qū)內(nèi)很容易產(chǎn)生硬脆的高碳馬氏體，脆化嚴(yán)重，中

46、碳調(diào)質(zhì)鋼在調(diào)制狀態(tài)下焊接時(shí)就要考慮熱影響區(qū)的軟化問題，強(qiáng)度越高，軟化問題就越嚴(yán)重。19、焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼的原則工藝是什么？在大多數(shù)情況下，中碳調(diào)質(zhì)鋼是在退火（或正火）狀態(tài)下進(jìn)行焊接，焊后再去進(jìn)行整體調(diào)質(zhì)。這是焊接調(diào)制鋼的一種比較合理的工藝方案。在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，確定工藝參數(shù)的出發(fā)點(diǎn)主要是保證在調(diào)質(zhì)處理前不出現(xiàn)裂紋。接頭性能由焊后熱處理來保證。當(dāng)必須在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下進(jìn)行焊接時(shí)，除了裂紋外還有熱影響區(qū)高碳馬氏體引起的硬化和脆化。為了消除過熱區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋的產(chǎn)生，必須正確選定預(yù)熱溫度，并應(yīng)在焊后及時(shí)進(jìn)行回火處理。在焊接調(diào)質(zhì)狀態(tài)的鋼材必須注意預(yù)熱、層間溫度、中間熱處理和焊后熱處理溫度都一定要控

47、制在比焊接母材淬火后的回火溫度低50。為了減少熱影響區(qū)的軟化，從焊接方法考慮應(yīng)用熱量集中、能量密度大的方法，而且線能量越小越好。20、低合金高強(qiáng)度鋼焊接時(shí)，為什么不讓在焊接區(qū)以外的地方打??？分析其原因。高強(qiáng)度鋼具有一定熱敏感性，氣保焊已成為焊接低合金高強(qiáng)度鋼的主要工藝方法。他有一些特點(diǎn)，如熱量集中，高效。由于其具有一定熱敏感性，在焊接區(qū)以外打弧時(shí)，使打弧地方溫度急劇升高，該區(qū)域由于熱敏感性，性能將發(fā)生改變。亂引弧時(shí)被電弧打傷的地方極容易由于冷卻過快而出現(xiàn)微小裂紋等缺陷,這種缺陷流在結(jié)構(gòu)上可能會(huì)發(fā)展成大裂紋而造成事故。 1焊接熱源有哪些共同要求?描述焊接熱源主要用什么指標(biāo)能量密度高度集中，快速實(shí)

48、現(xiàn)焊接過程，并保證得到高質(zhì)量的焊縫和最小的焊接熱影響區(qū)指標(biāo)：理想的焊接熱源應(yīng)具有加熱面積小、功率密度高和加熱溫度高等特點(diǎn).2、試述焊接接頭的形成過程及對(duì)焊接質(zhì)量的影響過程：加熱熔化冶金反應(yīng)凝固結(jié)晶固態(tài)相變3、熔滴比表面積的概念及對(duì)焊接化學(xué)冶金過程的影響答：熔滴的表面積 Ag 與其質(zhì)量之比稱為熔滴的比表面積 S。熔滴的比表面積越大，熔滴與周圍介質(zhì)的平均相互作用時(shí)間越長，熔滴溫度越高，越有利于加強(qiáng)冶金反應(yīng)。4、焊條熔化系數(shù)、熔敷系數(shù)的物理意義及表達(dá)式？真正反映焊接生產(chǎn)率的指標(biāo)是什么？答：焊條熔化系數(shù)gM ：在單位時(shí)間內(nèi)熔化的焊芯質(zhì)量或長度；平均熔敷系數(shù) gH（真正反映焊接生產(chǎn)率的指標(biāo)），由于損失系

49、數(shù)不等于零，單位時(shí)間內(nèi)真正進(jìn)入焊接熔池的金屬質(zhì)量稱為平均熔敷速度。5. 試簡述不銹鋼焊條藥皮發(fā)紅的原因？有什么解決措施？原因：不銹鋼焊芯電阻大，焊條融化系數(shù)小造成焊條融化時(shí)間長，且產(chǎn)生的電阻熱量大，使焊條溫度升高而導(dǎo)致藥皮發(fā)紅。解決措施:調(diào)整焊條藥皮配方，使焊條金屬由短路過渡轉(zhuǎn)化為細(xì)顆粒過渡，提高焊條的融化系數(shù)，減少電阻熱以降低焊條的表面升溫。6熔合比的表達(dá)式和影響因素？多層焊時(shí)，如果各層間的熔合比是固定的，試推導(dǎo)第n層金屬的成分。 在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例稱為熔合比。= Fp / (Fp +Fd) Fp焊縫中母材所占的面積 Fd 焊縫截面中填充金屬所占的面積影響因素：焊接方法、焊

50、接工藝參數(shù)、接頭尺寸形狀、坡口形狀、焊道數(shù)目及母材的熱物理性質(zhì)、焊接材料種類、焊條（焊絲）的傾角等。Ww焊縫金屬中合金元素的實(shí)際質(zhì)量分?jǐn)?shù);Wb該元素在母材中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)Wd熔敷金屬中該元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因?yàn)?Ww=Wb +(1-) Wd W2=W1+(1-) Wd=2Wb+(1-2)WdW3=W2+(1-) Wd=3Wb+(1-3)Wd Wn=n Wb+(1-n)Wd7. 從傳熱學(xué)角度說明臨界板厚cr的概念？某16Mn鋼焊件，采用手工電弧焊，能量E=15KJ/cm求cr？ 由傳熱學(xué)理論知道：在線能量一定的情況下，板厚增加冷卻速度Wc增大，冷卻時(shí)間t8/5變短，當(dāng)板厚增加到一定程度時(shí)，則Wc和t8/

51、5不再變化，此時(shí)板厚即為臨界板厚cr。16Mn不需要預(yù)熱，取常溫To=25 c=6.7?cr?8.手工電弧焊接厚12mm的MnMoNbB鋼，焊接線能量E=2kJ/cm,預(yù)熱溫度為50度，=0.9求t8/5?附=0.29J/(cms) CP=6.7 J/(cms)?1.95cm? cr =0.70cm? cr =0.70cm12mm 采用厚板公式t8/5 ? （500-To）-1/（800-T0）=0.878Ss9.直流正接為何比直流反接時(shí)焊縫金屬熔氫量高？（1）直流正接：工件接正極。直流反接：工件接負(fù)極。（2）帶電質(zhì)點(diǎn)H+ 在電場作用下只溶于陰極（3）處于陰極的熔滴不僅溫度高而且比表面積大，其

52、溶氫量大于熔池處于陰極時(shí)的溶氫量。10. 試簡述H,O,N對(duì)結(jié)構(gòu)鋼焊接質(zhì)量的影響？H:氫脆；白點(diǎn)；氣孔；冷裂紋；組織變化。O:（1）影響焊縫機(jī)械性能：塑性、韌性下降；引起熱能、冷脆，時(shí)效硬化；（2）影響焊縫金屬的物理、化學(xué)性能。如降低導(dǎo)電性、導(dǎo)磁性、耐蝕性等；（3）形成CO氣孔；（4）造成飛濺，影響焊接過程的穩(wěn)定性；（5）焊接過程中導(dǎo)致合金元素的氧化損失將惡化焊接性能；（6）氧在特殊情況下是有益的，如為了改善電弧特性。降低焊縫金屬中的含氫量等。N:害造成氣孔，引起時(shí)效脆化，降低焊縫的塑性和韌性 益:可以起到沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化的作用提高強(qiáng)度11. 試以硅的沉淀脫氧為例，敘述提高脫氧效果的途徑？答

53、：（1）硅的百分含量升高，氧化亞鐵的百分含量降低。（2）B增加和減少渣中的二氧化硅，二氧化硅的百分含量降低，氧化亞鐵的百分含量降低（3）溫度降低，反應(yīng)向右進(jìn)行，氧化亞鐵的百分含量降低12. 為何酸性焊條宜用錳鐵脫氧？而堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧？為什么要控制WMn/WSi的比值？增加錳在金屬中的含量，或減少M(fèi)nO的活度，都可以提高脫氧效果。酸性焊條宜用錳鐵脫氧： Mn+FeO=Fe+(MnO)，在酸性渣中含SiO2和TiO2較多，脫氧產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為MnO?SiO2和MnO?TiO2復(fù)合物,減少了MnO的活度系數(shù)，提高了脫氧效果。堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧：在堿性渣中MnO活度系數(shù)較大，不利于Mn的脫氧

54、，而且堿度越大，脫氧效果越差。故堿性焊條不宜用錳鐵脫氧。Si+2FeO=2Fe+(SiO2),SiO2與MnO生成復(fù)合物MnO?SiO2，使MnO活度系數(shù)降低。而MnO?SiO2密度小、熔點(diǎn)低，易易于上浮到渣中，故堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧。WMn/WSi過大，出現(xiàn)固態(tài)MnO；WMn/WSi過小，出現(xiàn)固態(tài)SiO2；均會(huì)導(dǎo)致焊縫中夾雜物過多，只有WMn/WSi合理時(shí)，才會(huì)生成低熔點(diǎn)的不飽和液態(tài)硅酸鹽，使焊縫中的含氧量降低。13. 酸型焊條熔敷金屬為何氧含量較高？答：（1）酸型焊條采用錳脫氧不如堿性焊條錳硅聯(lián)合脫氧效果好（2）酸型焊條堿度B小，有利于滲硅反應(yīng)的進(jìn)行，使焊縫含氧較高（3）酸型焊條為了控

55、氫的目的，導(dǎo)致焊縫含氧14. 試簡述低氫焊條（堿性焊條）熔敷金屬含氫量較低的原因？藥皮不含有機(jī)物藥品中加入大量造氣劑CaF2的去氫作用焊條的烘干溫度高15. 為什么堿性焊條對(duì)鐵銹和氧化皮的敏感性大？而堿性焊條焊縫含氫量比酸性焊條低？堿性焊條熔渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物較少，F(xiàn)eO的活度大，易向焊縫金屬擴(kuò)散，是焊縫增氧。因此在堿性焊條藥皮中一般不加入含F(xiàn)eO的物質(zhì)，并要求清除焊件表面的鐵銹和氧化皮，否則不僅會(huì)增加焊縫中的氧，還可能產(chǎn)生氣孔等缺陷，所以堿性焊條對(duì)鐵銹和氧化皮的敏感性大。堿性焊條焊縫含氧量比酸性焊條低，是因?yàn)閴A性焊條的藥皮氧化勢小的緣故。16.J422 焊條藥皮中含 W（T

56、iO2）=28%，W（SiO2）=26.5%，W（CaO）=10.6%，W（錳鐵）=12%，焊芯含 W（Si)=0.02%，W(O)=0.01%，而熔敷金屬中卻含 W(Si）=0.15%，W（O）=0.05%，試分析其原因。答：從熔敷金屬的成分看出焊縫Si和O含量增多； 正常情況下，焊縫增氧，說明電弧氣氛中的氧化氣體使鐵氧化，熔渣中（FeO）向熔池中擴(kuò)散，以及熔渣中的（MnO），（SiO2）的置換氧化存在，其中置換氧化是主要增氧途徑增硅說明滲硅反應(yīng)激烈，熔渣中含有的大量 SiO2 及 Mn-Fe 利于滲硅反應(yīng)進(jìn)行，使Si大大增加。即使熔池反應(yīng)后期參與沉淀脫氧，也會(huì)存在SiO2非金屬夾雜。17、綜合分析熔渣的堿度對(duì)金屬的氧化、脫氧、脫硫、脫磷、合金過渡的影響。答：氧化：堿性渣使 FeO 更易向金屬分配；脫氧：堿性渣使 FeO 活度大，擴(kuò)散脫氧能力比酸性渣差；脫硫：堿性渣中 MnO、CaO 及 MgO 含量多利于脫硫；脫磷：增加熔渣的堿性可減少焊縫中的含磷量，酸性渣脫磷效果較差；合金過渡：當(dāng)合金元素的氧化物與熔渣酸堿的性質(zhì)一致時(shí)，有利于合金元素的過渡，使過渡系數(shù)提高。19.試講述藥芯焊絲的特性答：(1) 熔敷速度快，因而生產(chǎn)效率高；(2) 飛濺??；(3) 調(diào)整熔敷金屬成分方面；(4) 綜合成本低20.CO2焊接低合金鋼一般選用何種焊