材料焊接性考試重點試題及答案

答：焊接時易發(fā)生脆化，焊接時由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。焊接工藝特點：焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動的運條技術(shù)。。典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接熱輸入應(yīng)控制在Wc＞％時不應(yīng)提高冷速， Wc＜％時可提高冷速（減小熱輸入）焊接熱輸入應(yīng)控制在小于 481KJ/cm當(dāng)焊接熱輸入提高到最大允許值裂紋還不能避免時，就必須采用預(yù)熱措施，當(dāng)預(yù)熱溫度過高時不僅對防止冷裂紋沒有必要，反而會使 800～500℃的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)韌性下降，所以需要避免不必要的提高預(yù)熱溫度，包括屋間溫度，因此有最低預(yù)熱溫度。通過實驗后確定鋼材的焊接熱輸入的最大允許值 ，然后根據(jù)最大熱輸入時冷裂紋傾向再來考慮，是否需要采取預(yù)熱和預(yù)熱溫度大小，包括最高預(yù)熱溫度。.18-8型不銹鋼焊接接頭區(qū)域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接頭有三個部位能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象：{1}焊縫區(qū)晶間腐蝕。產(chǎn)生原因根據(jù)貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，導(dǎo)致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐蝕介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學(xué)腐蝕；{2}熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕。是由于敏化區(qū)在高溫時易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區(qū)晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的溶合區(qū)，其實質(zhì)也是與M23C6沉淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過熱和中溫敏化相繼作用是其產(chǎn)生的的必要條件。防止方法：{1}控制焊縫金屬化學(xué)成分，降低含碳量，加入穩(wěn)定化元素Ti、Nb；{2}控制焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織{γ+15%δ}；{3}控制敏化溫度范圍的停留時間；{4}焊后熱處理：固溶處理，穩(wěn)定化處理，消除應(yīng)力處理。何為“脆化現(xiàn)象”？鐵素體不銹鋼焊接時有哪些脆化現(xiàn)象，各發(fā)生在什么溫度區(qū)域？如何避免？答：“脆化現(xiàn)象”就是材料硬度高，但塑性和韌性差。 現(xiàn)象與避免措施：{1}高溫脆性：在900~1000℃急冷至室溫，焊接接頭HAZ的塑性和韌性下降。可重新加熱到 750~850℃，便可恢復(fù)其塑性。{2}σ相脆化：在570~820℃之間加熱，可析出σ相。σ相析出與焊縫金屬中的化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時間以及預(yù)先冷變形有關(guān)。加入Mn、Nb使σ相所需Cr的含量降低，Ni能使形成σ相所需溫度提高。{3}475℃脆化：在400~500℃長期加熱后可出現(xiàn)475℃脆化。適當(dāng)降低含Cr量，有利于減輕脆化，若出現(xiàn)475℃脆化通過焊后熱處理來消除。從雙相不銹鋼組織轉(zhuǎn)變的角度出發(fā)，分析焊縫中Ni含量為什么比母材高及焊接熱循環(huán)對焊接接頭組織，性能有何影響？答：雙相不銹鋼的合金以F模式凝固，凝固結(jié)束為單相δ組織，隨著溫度的下降，開始發(fā)生δ→γ轉(zhuǎn)變不完全，形成兩相組織。顯然，同樣成分的焊縫和母材，焊縫中γ相要比母材少得多，導(dǎo)致焊后組織不均勻，韌性、塑性下降。提高焊縫中Ni含量，可保證焊縫中γ/δ的比例適當(dāng)，從而保證良好的焊接性。在焊接加熱過程，整個HAZ受到不同峰值溫度的作用，最高接近鋼的固相線，但只有在加熱溫度超過原固溶處理溫度區(qū)間，才會發(fā)生明顯的組織變化，一般情況下，峰值低于固溶處理的加熱區(qū)，無顯著組織變化，γ/δ值變化不大，超過固溶處理溫度的高溫區(qū)，會發(fā)生晶粒長大和γ相數(shù)量明顯減少，緊鄰溶合線的加熱區(qū)，γ相全部溶于δ相中，成為粗大的等軸δ組織，冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相，無扎制方向而呈羽毛狀，有時具有魏氏組織特征。.為什么Al-Mg及al-li 合金焊接時易形成氣孔？ al及其合金焊接時產(chǎn)生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現(xiàn)分散小氣孔？而al-mg焊接時易出現(xiàn)焊接大氣孔？答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時產(chǎn)生氣孔的主要原因。 2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸附水，保護(hù)氣體的氫和水分等都是氫的來源。3）氫在鋁及合金中的溶解度在凝點時可從100g突降至100g相差約20倍，這是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的重要原因之一。4)鋁的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，熔合區(qū)的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔。防止措施：1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應(yīng)徹底清除。2）控制焊接參數(shù)，采用小熱輸入減少熔池存在時間，控制氫溶入和析出時間3）改變弧柱氣氛中的氫含量。原因：1）純鋁對氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產(chǎn)生氣孔的傾向要大2）氧化膜不致密，吸水性強(qiáng)的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分?jǐn)?shù)小，而al-mg合金出現(xiàn)集中大氣孔3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水性強(qiáng)的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上萌出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。分析O,N,H對鈦及鈦合金焊接接頭質(zhì)量的影響。分析 C對鈦及鈦合金焊接質(zhì)量的影響。氧的影響氧在高溫a-Ti、8-Ti中形成間隙固溶體，起固溶強(qiáng)化作用，造成軟的晶格畸變，使強(qiáng)度、硬度提高，但塑性、韌性顯著降低。(2)氮的影響氮對提高工業(yè)純欽焊縫的抗拉強(qiáng)度、硬度，降低焊縫的塑 性方面比氧更為顯著，即氮的污染脆化作用比氧更為 強(qiáng)烈(3)氫的影響含氫量對焊縫沖擊性能的影響最為顯著。對抗拉強(qiáng)度和塑性的影響并不很顯著。(4)碳的影響在工業(yè)純欽中，當(dāng)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為％以不時碳固溶在a-Ti中，強(qiáng)度極限提高和塑性下降，進(jìn)一步提高焊縫含碳量時，焊縫中出現(xiàn)網(wǎng)狀TIC，其數(shù)量隨碳增高而增多，焊縫塑性急劇下降，在焊接應(yīng)力作用下易出現(xiàn)裂紋。當(dāng)焊縫中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為％時，焊縫塑性幾乎全部消失而變成脆性材料。焊后熱處理也無法消除這種脆性。陶瓷與金屬焊接時主要問題是產(chǎn)生裂紋，分析裂紋產(chǎn)生的主要原因 ?從焊接工藝上應(yīng)采取哪些措施避免裂紋 ?陶瓷的線膨脹系數(shù)比較小，與金屬的線膨脹系數(shù)相差較大，陶瓷與金屬焊按時，接頭區(qū)域會產(chǎn)生殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力較大時還會導(dǎo)致接頭處產(chǎn)生裂紋，甚至引起斷裂破壞。為避免陶瓷與金屬接頭出現(xiàn)焊接裂紋，除添加中間層或合理選用釬料外，可采用以下