焊接理論基礎(chǔ)習題及答案

1、第一章 焊接化學冶金1、什么是焊接化學冶金？它的主要研究內(nèi)容和學習的目的是什么? 答：焊接化學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)計創(chuàng)造新的焊接材料。2、調(diào)控焊縫化學成分有哪兩種手段？它們怎樣影響焊縫化學成分？ 答：調(diào)控焊縫化學成分的兩種手段：1）、對熔化金屬進行冶金處理；2）、改變?nèi)酆媳取?怎樣影響焊縫化學成分：1）、對熔化金屬進行冶金處理，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

2、，來獲得預期要求的焊接成分；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，在焊接時也會析出氣體。產(chǎn)生：、直接輸送和侵入焊接區(qū)內(nèi)的氣體。、有機物的分解和燃燒。、碳酸鹽和高價氧化物的分解。、材料的蒸發(fā)。、氣體（包括簡單氣體和復雜氣體）的分解。4、氮對焊縫質(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

3、因之一。b氮是提高低碳鋼和低合金鋼焊縫金屬強度、降低塑性和韌性的元素。 c氮是促進焊縫金屬時效脆化的元素。 控制焊縫含氮量的主要措施： a、控制氮的主要措施是加強保護，防止空氣與金屬作用； b、在藥皮中加入造氣劑（如碳酸鹽、有機物等），形成氣渣聯(lián)合保護，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手工電弧焊時焊縫含氫量的影響？ 答：（1）焊接工藝參數(shù)對焊縫含氫量有一定的影響：手工電弧焊時，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

4、些減少。電弧焊時，電流種類和極性對焊縫含氫量也有影響。（2）制造焊條時，適當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)仔細清除。6、氧對焊接質(zhì)量有哪些影響？應(yīng)采用什么措施減少焊縫含氧量？ 答：氧對焊接質(zhì)量的影響：氧在焊縫中無論以何種形式存在，對焊縫的性能都有很大影響。隨著含氧量的增加，焊縫強度、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，它們相互作用生成CO受熱膨脹，使熔滴爆炸，

5、造成飛濺，影響焊接過程的穩(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，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行脫氧，比如硅錳聯(lián)合脫氧。7、保護焊焊接低合金鋼時，應(yīng)采用什么焊絲？為什么？ 答：用普通焊絲（H08A）進行保護焊時，由于碳的氧化在焊縫中產(chǎn)生氣體，同時合金元素燒損，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

6、脫氧劑和合金劑各應(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樣的親和力應(yīng)比被焊金屬對氧的親和力大；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

7、組織和性能；3）合金劑制造工藝不易太復雜，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：堿性渣時焊縫含氧量比酸性渣時多。 脫氧：在熔渣脫氧時，堿度高不利于脫氧，但在用硅沉淀脫氧時，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，有利于提高過渡系數(shù)。隨堿度

8、的增加合金過渡系數(shù)越大。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：受熱熔化時作為焊縫填充金屬，其化學成分和性能直接影響焊縫金屬的質(zhì)量。 藥皮作用：（1）保護作用。 在電弧熱作用下形成熔渣和氣體，起到隔離空氣，保護熔滴、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的作用及對焊縫性能的影響。答：它的主要作用是脫氫，在焊條藥皮中加入，

9、其可以通過焊接冶金反應(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，所以低氫焊條對于鐵銹、油污，水分很敏感，必須嚴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

10、用哪種脫氧元素？答：（1） 酸性焊條常采用錳鐵作為脫氧元素。因為，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 生成復合物 MnO·SiO2 和 MnO·TiO2，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熔點高，通常認為處于固態(tài)，不易聚合為大的質(zhì)點；同時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?shù)谋壤尤胍簯B(tài)金屬中進行聯(lián)合脫氧時，

11、其脫氧產(chǎn)物為不飽和液態(tài)硅酸鹽，它的密度小，熔點低，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、和實芯焊絲及焊條相比，藥芯焊絲的優(yōu)、缺點各是什么？優(yōu)點：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芯焊絲，可采用大電流進行全位置焊接，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，焊接煙塵量低。缺點：1）焊絲制造工藝復雜，成本高；2）焊絲外表易銹蝕、藥粉易吸潮，不宜長期保存，使用前要對焊絲進行清理和250300的烘烤，

12、增加了生產(chǎn)成本。第三章 熔池凝固和焊縫固態(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？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_4100/s，遠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，對于電弧焊接低碳鋼或低合金鋼，熔池中心溫度高達21002300，而熔池后部表面溫度只有1600左右，熔池平均溫度為1700±100。 b）過熱溫度高，非自發(fā)

13、形核的原始質(zhì)點數(shù)大為減少，這也促使焊縫柱狀晶的發(fā)展。 （3）熔池是在運動狀態(tài)下結(jié)晶。熔池金屬在結(jié)晶過程中受到強烈的攪拌和對流作用，熔池的流動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，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

14、：（1）在焊縫的熔化邊界，由于溫度梯度（G）較大，結(jié)晶速度（R）較小，故成分過冷度小，接近于零，形成平面晶；（2）隨著遠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不均勻性，為什么會形成這種不均勻性?答：所謂的化學不均勻性指的是結(jié)晶過程中化學成分的一種偏析現(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：焊接時冷卻速度大，液固界面溶質(zhì)來不及擴散，純金屬先結(jié)晶，雜質(zhì)后結(jié)晶，形成晶粒邊界或一個晶粒內(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

15、原因：當焊速極大，焊縫以柱狀晶長大時，把雜質(zhì)推向熔池中心，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熱量的輸入周期性變化 ）導致晶體成長速度 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及其性能改善措施？答：鐵素體（F）少量珠光體（P），過熱時易形成魏氏體（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：

16、在A3點以上2030加熱保溫，破壞柱狀晶。（3）增加冷卻速度，使組織細化，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

17、）細晶鐵素體。產(chǎn)生溫度500以下（有細化晶粒的元素存在條件下形成）；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，在焊縫表面時呈喇叭口形，內(nèi)壁光滑；氮氣孔一般在表面成堆出現(xiàn)，呈蜂窩狀，只在保護不良時形成。（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，以氣泡的形式猛烈逸出，當焊接速度較快，氣泡不能完全逸出時，就沿結(jié)晶方向形成條蟲狀氣孔。（4）溶解型氣孔（H2、

18、N2）形成原因：焊接過程中，熔池金屬吸收大量的氫和氮氣，其在冷卻凝固過程中，氫氣和氮氣的溶解度發(fā)生急劇下降，當熔池冷卻速度快，析出的氣泡來不及逸出時，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)了嚴重的晶粒粗化，是整個接頭的薄弱地帶，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)對組織的影響主要考慮四個因素：加熱速度，加熱的最高溫度，在相變溫度以上的

19、停留時間，冷卻速度和冷卻時間；研究它們是研究焊接質(zhì)量的主要途徑，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，而且易淬硬的鋼種。2、 冷卻時間 的含義及其各自應(yīng)用對象？答：表示在相變溫度范圍內(nèi)， 800500所用的冷卻時間，主要用于一般碳鋼和低合金鋼；表示在相變溫度范圍內(nèi)，800300的冷卻時間，常用于對冷裂紋傾向較大的鋼種，各冷卻時間的選定要根據(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？（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)變時大有提高。主要是由于：（a）

20、 F 或P A 擴散重結(jié)晶，需要孕育期；（b）碳化物形成元素(Cr、W、Mo、V、Ti、Nb)等的碳化物擴散速度很小(比碳小100010000倍)，同時它們本身還阻礙碳的擴散，從而減慢奧氏體化的進程。（2）奧氏體均質(zhì)化程度降低，部分晶粒嚴重長大。高溫停留時間短，不利于擴散，導致奧氏體均質(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

21、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最大硬度的因素是什么？怎樣利用來判斷HAZ的組織和性能？它有什么優(yōu)缺點？答：影響焊接HAZ最大硬度的因素是含碳量、合金元素及冷卻條件等， 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）化學成分，鋼中含有碳、氮

22、化物的形成元素，就會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，導致晶粒過分長大，又會導致粗晶脆化，另外采用緩冷、預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，先析出F，導致殘余A的碳濃度增

23、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脆化越嚴重。 焊后低溫（<250）或中溫（450500）回火可以促進M-A 分解，降低脆性；制焊接熱輸入+預熱、緩冷，也可以提高韌性，降低脆性。（3）時效脆化，指HAZ在AC1以下的一定溫度范圍內(nèi)，經(jīng)過一定時間的時效后導致的焊縫脆性增加的現(xiàn)象。（a）熱應(yīng)變時效脆化，原因: 200-400的溫度范圍內(nèi)熱應(yīng)變碳、氮原子聚集到位錯的周圍對位錯產(chǎn)生釘扎和阻塞作用使材料脆化。（b）相析出時效脆化，原因： 400-600的區(qū)域內(nèi)，快速冷卻碳、氮過飽和； 經(jīng)過時效，在晶界析出碳化物和氮化物的沉淀相，阻 礙位錯運

24、動導致脆化。 7、 碳調(diào)質(zhì)鋼焊接HAZ軟化的機制？應(yīng)該如何改善和控制？答：焊接調(diào)質(zhì)鋼時，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重，大量實驗證明HAZ軟化中最明顯的部分是在A1-A3之間，因為處于不完全淬火區(qū)的奧氏體遠為達到平衡，鐵素體和碳化物物也未充分溶解，故冷卻后造成該區(qū)的強度和硬度均較低，焊前母材強度越大，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，并處于強體間，變力時會產(chǎn)生應(yīng)變強化的效應(yīng)。改善措施：適當提高焊前調(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影響軟化。第五章 焊接

25、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)，并采用含有某些沉淀強化合金元素的鋼材，在進行消除應(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

26、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“臺階”形的層狀開裂，并可穿晶擴展。它屬于低溫開裂，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

27、析液態(tài)薄膜的成因及其對產(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”，此時由于收縮而受到了拉伸應(yīng)力，這時焊縫中的液態(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，

28、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)力的作用下沿奧氏體晶界發(fā)生開裂。多邊化裂紋：焊接時焊縫或近縫區(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重的物理和化學不均勻性，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，導致沿多邊化

29、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)或有物理化學不均勻的氫聚集的局部地帶。有時沿晶界擴散斷裂，有時是穿斷裂。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）焊接工藝對冷裂

30、紋的影響，包括焊接線能量、預熱、焊后后熱、多層焊的影響。6、為什么預熱有防止冷裂紋的作用？ 答：大量的生產(chǎn)時間和理論研究證明，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)是高強鋼焊接時產(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，使奧氏體晶粒發(fā)生嚴重長大，當快速冷卻時，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，裂紋易于形成和擴展，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)力的影響從而導致焊縫產(chǎn)生冷裂紋。而預熱可減小焊縫的冷卻速度，從而減少粗大馬氏體的數(shù)量和擴散氫含量，而且有利于消除應(yīng)力的影響，所以預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)生再熱裂紋的機理。 答：主要特征：1）再熱裂紋都是發(fā)生在焊接