材料成型原理

1、1實現(xiàn)焊接的基本條件是加熱，加壓或兩者并用2手工焊的熱量來源有電弧熱，電阻熱，化學反應熱3手工焊的熔滴過渡形式短路過渡，顆粒過渡，附壁過渡4手工焊一般分藥皮反應區(qū)，熔滴反應區(qū)，熔池反應區(qū)5熔滴平均溫度180024006熔池平均溫度160019007氫氣和氮氣在金屬中的溶解度在液固狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變8焊縫中的氫分殘余氫和擴散氫9熔渣的作用：機械保護，改善焊接工藝性能，冶金處理10熔渣中的SiO2和TiO2屬于酸性氧化物11熔渣中的CaO和MgO屬于堿性氧化物12熔渣的物理特性：堿度，粘度，表面張力，熔點13熔渣對金屬的氧化有擴散氧化和置換氧化14合金過渡的損失：氧化損失和殘留損失15焊條原材料種類：礦

2、物類，金屬及鐵合金類，化工產(chǎn)品類，有機物類16焊條原材料作用：穩(wěn)弧，造渣，造氣，脫氧，合金化，粘結(jié)，成形17藥皮中低電離電位的物質(zhì)可提高電弧穩(wěn)定性18熔渣粘度隨溫度變化快叫短渣19熔渣粘度隨溫度變化慢叫長渣20焊劑H431是熔煉焊劑21 焊劑SJ101是燒結(jié)焊劑22H08Mn2SiA是CO2氣體保護焊實芯焊絲23 H10 Mn2A是埋弧焊實芯焊絲24寒風中的偏析：區(qū)域偏析，顯微偏析，層狀偏析25氫氣孔斷面呈螺釘狀，喇叭口形，氣孔四周有光亮內(nèi)壁26氮氣孔成堆出現(xiàn)，呈蜂窩狀27CO氣孔沿結(jié)晶方向分布，像條蟲狀臥在焊縫內(nèi)部28熔渣的氧化性強，產(chǎn)生CO2氣孔可能性增加29熔渣的還原性強，產(chǎn)生H2氣孔可

3、能性增加30寒風中的夾雜物：氧化物，氮化物，硫化物31焊縫振動結(jié)晶有：高頻超聲振動，低頻機械振動，電磁振動32焊接熱循環(huán)參數(shù)：加熱速度，最高溫度，冷卻速度，高溫停留時間33根據(jù)焊接工藝，利用焊接CCT圖可以預測焊接熱影響區(qū)的組織和性能34根據(jù)熱影響區(qū)的組織和性能，利用焊接CCT圖可以確定焊接工藝35低碳低合金的焊接熱影響區(qū)：熔合區(qū)，過熱區(qū)，相變重結(jié)晶區(qū)，不完全重結(jié)晶區(qū)36淬火鋼和調(diào)質(zhì)鋼的焊接熱影響區(qū)：完全淬火區(qū)，不完全淬火區(qū)37產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的內(nèi)因是雜質(zhì)產(chǎn)生的低熔共晶在晶間形成的液態(tài)薄膜38容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的固液溫度區(qū)叫脆性溫度區(qū)39含有Ni，Cu等元素的鋼對液化裂紋敏感40產(chǎn)生冷裂紋的主要因素

4、：淬硬組織，擴散氫，拘束應力41焊接時的拘束應力：熱應力，組織應力，結(jié)構(gòu)自身的拘束應力42含有沉淀強化元素的金屬具有再熱裂紋敏感性43層狀撕裂一般發(fā)生在T形接頭，角接頭，十字接頭44層狀撕裂與沿軋向分布的非金屬夾雜物的種類，數(shù)量和形狀有關45應力腐蝕裂紋呈疏松的網(wǎng)狀龜裂分布，內(nèi)部呈樹根狀焊接線能量：熱源功率與焊接速度之比焊接化學冶金過程：在焊接過程中，焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)之間在高溫下相互作用的過程熔合比：在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例藥皮重量系數(shù)：焊條藥皮與焊芯的重量比擴散氫：在焊縫金屬的晶格中自由擴散的氫拘束度：單位長度焊縫，在根部間隙產(chǎn)生單位長度的彈性位移所需要的力1.答：手工電弧焊分為

5、藥皮反應區(qū)、熔滴反應區(qū)，熔池反應區(qū).藥皮反應區(qū)的溫度從100至藥皮熔點；a.水分的蒸發(fā)，加熱溫度超過100吸附水全部蒸發(fā)b.某些物質(zhì)的分解，當藥皮加熱到一定溫度時，有機物，碳酸鹽，高價氧化物發(fā)生分解c.鐵合金的氧化，如CaCO3+AlCaO+Al2O3+CO.熔滴反應區(qū)a.熔滴的溫度高，平均溫度在1800-2400;b.熔滴與氣體和熔渣的接觸面積大，103-104cm2/kg;c.各相之間反應時間短（接觸時間），平均時間0.01-1s.熔池反應區(qū)a.熔池突出的特點是溫度分布極不均勻，熔池的前部和后部反應可以同時向相反方向進行，熔池后端溫度低，發(fā)生金屬的凝固，氣體逸出，有利于發(fā)生氧化反應（放熱反

6、應），熔池后端溫度高，發(fā)生金屬的熔化，氣體吸收，有利于發(fā)生吸熱反應;b.與熔滴相比，熔池平均溫度較低，約為1600-1900，比表面積較小，3-130cm2/kg；反應時間稍長，但不超過幾十秒;c.熔池階段中反應物濃度與平衡濃度之差比熔滴階段小，所以反應速度相對較慢；藥皮重量系數(shù)較大時，和熔池金屬作用的熔渣數(shù)量較多；溶池反應區(qū)反應物質(zhì)是不斷更新的。2.答：.鐵銹的成分是mFe2O3·nH2O   .酸性焊條中含有較多的TiO2、SiO2等酸性氧化物，氧化勢高，F(xiàn)eO是堿性氧化物，所以熔渣中容納FeO能力強；堿性焊條中含有CaO、MgO等堿性氧化物，F(xiàn)eO

7、在熔渣中活度大，很容易過渡到焊縫中去。因此，鐵銹在堿性焊渣中較為敏感。.對于堿性焊條，鐵銹使焊縫增氧，氧化性增強，易產(chǎn)生CO氣孔；對于酸性焊條，鐵銹使焊縫增氫，還原性增強，易產(chǎn)生H2氣孔。所以鐵銹對堿性焊縫較為敏感。4.氣孔產(chǎn)生機理：高溫時某些氣體溶解于熔池金屬中，當凝固和相變時，氣體的溶解度突然下降，另一類由于冶金反應產(chǎn)生的不溶于金屬的氣體，如CO和H2O形成過飽和氣體。過飽和氣體和不溶氣體生核、長大、上浮，來不及逸出的氣體在焊縫中形成氣孔特征：H2氣孔斷面呈螺釘狀，喇叭口型，氣孔四周有光亮的內(nèi)壁;N2氣孔成堆出現(xiàn)，呈蜂窩狀;CO氣孔沿結(jié)晶方向分布，像條蟲狀臥在焊縫內(nèi)部影響因素：1.冶金因素

8、的影響 熔渣氧化性的影響，當熔渣的氧化性增大時，則由CO引起的氣孔的傾向增大，相反，當熔渣的還原性增大時，則H2氣孔的傾向增大  a.控制焊條和焊劑成分以脫氫，如CaF2+H2=CaF+HFb.鐵銹及水分促進CO、H2生成，如Fe2O3Fe3O4+O,Fe3O4+H2OFe2O3+H2 ,Fe+H2OFeO+H22.工藝因素的影響   溶解方面，電流增大，使熔滴變細，比表面積增大，熔滴吸收的氣體較多，增加了氣孔傾向，直流正接使更多氣體溶解，增大了氣孔傾向保護方面，焊接電壓增大，采用交流均保護不好，易產(chǎn)生氣孔結(jié)晶速度，焊接線能量小，冷卻速度快；電流小，冷卻

9、速度快；金屬本身性質(zhì)，如Al、Cu散熱快，均增加了結(jié)晶速度，使氣體來不及逸出。措施：限制氣體來源  焊條烘干，表面處理，電弧穩(wěn)定          減少氣體溶解量  a.采用直流反接；b.采用合適的電弧電壓，達到加強保護的目的（N2）空氣；c.冶金反應脫氫、脫氧等     增大氣體逸出量  a.預熱，降低冷卻速度；b.適當增大電流；c.適當增加線能量5.結(jié)晶裂紋特征：沿焊縫中心縱向開裂機理：液態(tài)金屬連續(xù)結(jié)晶，形成柱狀

10、晶體，方向性好，低熔點共晶被排擠在柱狀晶體交遇的中心部位，形成液態(tài)薄膜；由于收縮收到了拉應力，這時焊縫中的液態(tài)薄膜就成了薄弱地帶，在拉伸應力作用下就有可能在這個薄弱地帶開裂而形成結(jié)晶裂紋。影響因素：共晶合金比較容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋       合金元素C、S、P、B、Ni易與Fe產(chǎn)生低熔共晶       液態(tài)結(jié)晶脆性溫度區(qū)間越大，越易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋       拉伸應力作用時間越長，越易長生結(jié)

11、晶裂紋防治措施：a.控制焊縫中S、P、C等有害物質(zhì)的含量以降低低熔共晶和偏析      b. 改變低熔共晶分布狀態(tài)，如細化晶粒，采用雙相組織，打亂結(jié)晶方向，改變凝固結(jié)晶      c. 調(diào)整成分，增多焊縫中易熔共晶的數(shù)量，使之具有“愈合”裂紋的作用d.減小焊接應力，焊接工藝，增加焊接線能量，提高預熱溫度，合理安排焊接順序，避免對接、角接等接頭形式，對于厚板，采用多層焊6.延遲裂紋特征：不是在焊后立即出現(xiàn)的冷裂紋機理：擴散氫在晶體缺陷處聚集成氫分子，逐漸積累，當壓力超過某一應力時即開裂，然后氫氣再繼續(xù)聚集，向前不斷擴散。氫氣的聚集需要時間，即應力加載到發(fā)生裂紋需要一段潛伏期，所以為延遲裂紋。影響因素：a.淬硬傾向，在焊接條件下，形成淬硬的馬氏體組織，發(fā)生斷裂時將消耗較低的能量，因此焊接接頭有馬氏體存在時，裂紋易于形成和擴散       b.擴散氫的濃度越大，氫越容易聚集且馬氏體更加脆化，更易產(chǎn)生裂紋，擴散氫是延遲裂紋最主要影響因素       c.拘束應力 ，應力越大越容易產(chǎn)生延遲裂紋防止措施：a.減少馬氏體組織，預熱減