材料連接原理期末考試必背

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、填空題：1. 關(guān)于焊接方法的分類，傳統(tǒng)意義上通常分為熔化焊、壓力焊、釬焊三類。2. 焊接熱源分為電弧熱、電阻熱、高頻熱源、摩擦熱、等離子弧、電子束、激光束、化學(xué)熱。3. 某瞬時焊件上各點(diǎn)溫度的分布稱為溫度場。4. 決定焊接熱循環(huán)特征的基本參數(shù)有加熱速度 、最高加熱溫度 、在相變溫度以上的停留時間 、冷卻速度 。5. 在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例，稱為熔合比。6. 焊接性的具體內(nèi)容包括工藝焊接性、使用焊接性。7. 焊條藥皮的作用主要有：保護(hù)作用、冶金作用、改善焊接工藝性。8. 熔渣的熔點(diǎn)指熔渣開始凝固的溫度。9. 焊接冶金分為三個區(qū)，即藥皮反應(yīng)區(qū)、熔滴反應(yīng)區(qū)

2、和熔池反應(yīng)區(qū)。10. 除了焊接氣氛中的氧化性氣體對焊縫金屬的氧化以外，活性熔渣對焊縫金屬也發(fā)生氧化，主要有擴(kuò)散氧化和置換氧化兩種形式。11. 影響過度系數(shù)的因素有合金元素的物理化學(xué)性質(zhì)、合金元素的含量、合金劑的粒度、藥皮或焊劑的成分、藥皮或焊劑的相對數(shù)量及焊接規(guī)范。12. 焊縫中的凝固結(jié)晶組織主要有柱狀晶和等軸晶。由于結(jié)晶條件的不同，柱狀晶可以有胞狀晶、胞狀樹枝晶及柱狀樹枝晶。13. 焊縫金屬的不均勻性即為偏析。14. 不易淬火鋼焊接熱影響區(qū)分為熔合區(qū)、過熱區(qū)、相變重結(jié)晶區(qū)、不完全重結(jié)晶區(qū)。15. 焊接熱影響區(qū)的脆化類型有粗晶脆化、析出脆化、組織轉(zhuǎn)變脆化和熱應(yīng)變時效脆化。16. 最典型的析出型

3、氣孔為氮?dú)饪?、氫氣孔。二、簡答題：1 試簡述焊接熱過程的特點(diǎn)？（1） 加熱溫度高（2） 加熱的速度快（3） 高溫停留的時間短（4） 自然條件下連續(xù)冷卻（5） 局部加熱2. 焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)加熱速度快、峰值溫度高、冷卻速度大、相變溫度以上停留時間不宜控制3.試簡述用冶金方法脫硫的措施？（1）用合金元素錳脫硫（2）用渣中堿性氧化物脫硫（3）增加熔渣的堿度（4）渣中氟化鈣也有利于脫硫4.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

4、粒過渡，提高焊條的熔化系數(shù)，減少電阻熱以降低焊條的表面溫升。5. 試簡述低氫焊條熔敷金屬含氫量低的原因？（1）藥皮中不含有機(jī)物，消除了一個主要?dú)湓矗?）藥皮中加入了大量的造氣劑CaCO3,降低了PH2（3）CaF2的去氫作用（4）焊條的烘干溫度高6. 對焊接熱源有哪些的共同的要求？描述焊接熱源主要用什么指標(biāo)？ 要求：能量密度高度集中，快速實(shí)現(xiàn)焊接過程，并保證得到致密而強(qiáng)韌的焊縫和最小的焊接熱影響區(qū)。 指標(biāo)：最小加熱面積最大功率密度正常焊接工藝參數(shù)條件下的熱源溫度7.直流正接為何比直流反接時焊縫金屬溶氫量高？（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

5、（3）處于陰極的熔滴不僅溫度高而且比表面積大，其溶氫量大于熔池處于陰極時的溶氫量8.試簡述氧對焊接質(zhì)量的影響？（1）影響焊縫機(jī)械性能：塑性、韌性下降；引起熱脆、冷脆；時效硬化；（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縫性能；（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。9.簡述氫對結(jié)構(gòu)鋼焊接質(zhì)量的影響？（1）氫脆（2）白點(diǎn)（3）氣孔（4）冷裂紋（5）組織變化10.試簡述藥性焊絲的特性？（1）熔敷速度快，因而生產(chǎn)效率高;（2）飛濺小;（

6、3）調(diào)整熔敷金屬成分方便；（4）綜合成本低。11.金屬材料常見的強(qiáng)化方式有哪些？焊縫金屬的強(qiáng)化通常采用哪兩種方式？ 各類金屬材料所采用的強(qiáng)化方式主要由以下幾種：固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化（變質(zhì)處理）、冷作強(qiáng)化、相變強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化（彌散強(qiáng)化）。焊縫金屬的強(qiáng)化通常采用固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化。12.試簡述Mn、Si對焊縫金屬力學(xué)性能的影響？（1）Mn、Si使焊縫金屬脫氧，提高性能；（2）Mn、Si使焊縫金屬固溶強(qiáng)化，提高強(qiáng)度；（3）Mn、Si對焊縫金屬韌性的影響與其含量有關(guān)，Mn、Si含量過低，焊縫組織出現(xiàn)先析鐵素體而使韌性降低；Mn、Si含量過高，則因出現(xiàn)魏氏組織、粒狀貝氏體等，亦使韌性降低；只有Mn、Si含

7、量適中，焊縫組織為細(xì)針狀鐵素體，才能提高韌性。13.試簡述Mo對焊縫金屬力學(xué)性能的影響？ （1）提高強(qiáng)度，改善韌性；（2）Mo對焊縫金屬韌性的影響與其含量有關(guān)，Mo含量過低，焊縫組織出現(xiàn)先析鐵素體而使韌性降低；Mo含量過高，則因出現(xiàn)無碳貝氏體、上貝氏體板等，亦使韌性降低；只有Mo含量適中，焊縫組織為細(xì)針狀鐵素體，才能提高韌性；（3）加入微量Ti，更能發(fā)揮Mo的有益作用，韌性顯著提高。14.微量Ti、B改善焊縫金屬韌性的機(jī)理？（1）Ti與O的親和力大，形成微小顆粒狀的TiO彌散分布于焊縫，使焊縫金屬晶粒細(xì)化；（2）TiO、TiN可作為針狀鐵素體的形核質(zhì)點(diǎn)，在階段促進(jìn)形成針狀鐵素體；（3）Ti在焊

8、縫中保護(hù)B不被氧化，是B以原子態(tài)偏聚于晶界，降低了晶界能，抑制先共析鐵素體的形核與生長，從而促使形成針狀鐵素體。15.試分析易淬火鋼熱影響區(qū)中不完全淬火區(qū)的組織特點(diǎn)？母材被加熱到AC1AC3溫度之間的熱影響區(qū)，在快速加熱條件下，奧氏體化不完全，鐵素體很少溶入奧氏體，而珠光體、貝氏體、索氏體等轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，在隨后快冷時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，原鐵素體保持不變，并有不同程度的長大，最后形成馬氏體+鐵素體的混合組織，故稱不完全淬火區(qū)。16.試簡要分析易淬火鋼熱影響區(qū)中低于AC1以下區(qū)域的組織性能與母材焊前熱處理狀態(tài)的關(guān)系？焊接時熱影響區(qū)處于AC3以上的區(qū)域，與不易淬火鋼的過熱區(qū)和正火區(qū)相對應(yīng)，鐵素體和

9、珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，由于這類鋼的淬硬傾向較大，焊后冷卻是很易得到淬火組織（馬氏體），故稱淬火區(qū)。在緊靠焊縫相當(dāng)于低碳鋼過熱區(qū)的部位，由于晶粒嚴(yán)重粗化，故得到粗大的馬氏體，而相當(dāng)于正火區(qū)的部位則得到細(xì)小的馬氏體。17.在低碳合金鋼中的析出型氣孔主要有哪幾種？產(chǎn)生原因是什么？低碳合金鋼焊縫中存在的析出型氣孔主要有氫氣孔和氮?dú)饪變煞N。析出型氣孔的產(chǎn)生原因：主要是高溫時熔池金屬中溶解了較多的氣體，凝固時由于氣體的溶解度突然下降，氣體處于過飽和來不及逸出而引起的氣孔。18.焊接熱裂紋和冷裂紋各有哪幾種？熱裂紋主要有：凝固裂紋、液化裂紋、多邊化裂紋、高溫失塑裂紋；冷裂紋主要有：延遲裂紋（氫致裂紋）、淬

10、硬脆化裂紋、低塑性脆化裂紋。19.試簡述液化裂紋的形成機(jī)理？液化裂紋的形成機(jī)理是焊接時近縫區(qū)金屬或焊縫層間金屬，在高溫下這些區(qū)域的A晶界上的低熔共晶被重新熔化，在拉應(yīng)力作用下沿A晶界開裂而形成的。20.闡述CO氣孔產(chǎn)生的原因？鋼焊接時，鋼中的氧或氧化物與碳反應(yīng)后能生成大量CO： C+O=CO (1) FeO+C=CO+Fe (2)如果這些反應(yīng)發(fā)生在高溫液態(tài)金屬中，則由于CO完全不能溶于鋼液，將以氣泡的形式從熔池金屬中高速上浮逸出，不易形成氣孔。但當(dāng)熔池冷卻凝固時，由于：（1）由于鐵碳合金溶質(zhì)濃度在固液界面的的偏析，造成在結(jié)晶前沿和枝晶間氧化鐵和碳濃度的局部增高，有利于反應(yīng)（2）的進(jìn)行；（2）因

11、為液體金屬正處于凝固結(jié)晶后期，熔池金屬的粘度迅速增大，導(dǎo)致V上??；（3）反應(yīng)（2）為吸熱反應(yīng)，亦加快了凝固過程，使R。 故生成的CO氣泡很難浮出，成為殘留在焊縫中的CO氣孔。21.試分析預(yù)熱對防止冷裂紋的作用？后熱能否完全代替預(yù)熱？ 預(yù)熱的作用：預(yù)熱可以降低冷卻速度，從而避免出現(xiàn)淬硬組織，降低殘余應(yīng)力，有利于擴(kuò)散氫的逸出。 后熱能否完全代替預(yù)熱：提高后熱溫度，可以適當(dāng)降低預(yù)熱溫度，對某些鋼種，甚至可以完全代替預(yù)熱，但對潛伏期非常短或根本無潛伏期的鋼種，可能來不及進(jìn)行后熱就已產(chǎn)生了冷裂紋，故對這些鋼種，后熱不能完全代替預(yù)熱。22.后熱的作用？后熱和焊后熱處理有何不同？后熱的作用：（1） 減少殘余

12、應(yīng)力；（2） 改善組織，降低淬透性；（3） 消除擴(kuò)散氫，但對奧氏體焊縫效果不大；（4） 適當(dāng)降低預(yù)熱溫度或代替某些結(jié)構(gòu)所需的中間熱處理。后熱和焊后熱處理不同：延遲裂紋有延遲期（潛伏期），在延遲期內(nèi)即進(jìn)行加熱，可以避免出現(xiàn)延遲裂紋。故焊后后熱有“搶時間”的問題，而焊后熱處理都是為了改善接頭使用性能，不存在“搶時間”的問題。23.CO2焊接低合金鋼一般配用什么類型的焊絲？試分析原因？ 選用焊絲：含有較高的Mn、Si等脫氧元素的焊絲，常用如H08Mn2SiA。 原因：（1） CO2具有較高的氧化性，一方面使焊絲中有益合金元素?zé)龘p，另一方面使熔池中FeO 。（2） 如焊絲中不含脫氧元素或含量較低，導(dǎo)致

13、脫氧不足，熔池結(jié)晶后期易產(chǎn)生CO氣孔。（3） 按一定比例同時加入Mn、Si，聯(lián)合脫氧效果好。24.試分析說明鈦鈣型（J422）焊條與堿性低氫型（J427）焊條，在使用工藝和焊縫力學(xué)性能方面有哪些差別？工藝性對比： 鈦鈣型（J422） 堿性低氫型（J427） 電弧穩(wěn)定性 好 差（含CaF2）飛濺 少（細(xì)顆粒過渡） 多（短路過渡）焊縫成型 好 差脫渣性 好 差（渣不松脆、膨脹系數(shù)差?。饪酌舾行?小 大焊接煙塵 少 多 其它工藝如全位置焊接性、熔化系數(shù)等差別不大。機(jī)械性能對比：鈦鈣型（J422）：（1）S、P、N控制較差，冷脆性、熱裂紋傾向大（2）O高，氧化夾雜多，韌性低（3）H高，抗冷裂能力差堿

14、性低氫型（J427）：（1）雜質(zhì)S、P、N低（2）O低，氧化夾雜少 （3）H低 故低氫焊條的塑性、韌性及抗裂性較酸性的鈦鈣型大大提高，但其焊接工藝性能較差，對于鐵銹、油污、水份等很敏感。25.為什么酸性焊條宜用錳鐵脫氧？而堿性焊條宜用錳硅聯(lián)合脫氧為何要控制Mn/Si比？酸性焊條用錳鐵脫氧： Mn+FeO=Fe+（MnO）酸性焊條渣中含有較多的SiO2、TiO2，它們與脫氧產(chǎn)物MnO生成復(fù)合物MnO. SiO2、MnO. TiO2，從而使MnO的活度減小，脫氧效果較好。堿性焊條宜用錳硅聯(lián)合脫氧：堿性焊條渣中MnO的活度較大，不利于錳脫氧，且堿性越大，錳脫氧效果越差，故堿性焊條不宜用錳鐵作脫氧劑，

15、而同時加入錳鐵時： Si+2FeO =2Fe+（SiO2）SiO2與MnO生成復(fù)合物MnO. SiO2，使MnO的活度減小，且復(fù)合物MnO. SiO2密度小、熔點(diǎn)低，易于上浮到渣中，故采用錳硅聯(lián)合脫氧效果好。Mn/Si比過大，出現(xiàn)固態(tài)MnO; Mn/Si比過小，出現(xiàn)固態(tài)SiO2；均會導(dǎo)致焊縫中夾雜物增多。只有當(dāng)Mn/Si比合適時，才能形成低熔點(diǎn)的液態(tài)脫氧產(chǎn)物。26. 試分析結(jié)晶裂紋的形成機(jī)理？為什么采用CST（臨界應(yīng)變增長率）為判據(jù)來比較金屬材料的熱裂紋傾向更為合理？從拉伸應(yīng)力與脆性溫度區(qū)間內(nèi)被焊金屬塑性變化之間的關(guān)系來說明凝固裂紋形成的條件，如圖所示，是否產(chǎn)生凝固裂紋，取決于脆性溫度區(qū)間TB

16、 中合金所具有的最低塑性 min 與內(nèi)應(yīng)變 或應(yīng)變增長率 /T 的對比關(guān)系。 當(dāng)合金在脆性溫度區(qū)間內(nèi)的應(yīng)變以直線1的斜率增長時，則其達(dá)到的內(nèi)應(yīng)變量min，必定要產(chǎn)生裂紋；如按直線2增長，則在Ts時=min，這正好是產(chǎn)生凝固裂紋的臨界條件。此時的應(yīng)變增長率稱為臨界應(yīng)變增長率，以 CST 表示，即 CST=tan。Tan與材料特性有關(guān)，它綜合地反映了材料凝固裂紋的敏感性。當(dāng) T B一定時， min 越小，則 tan 越小（即 CST越?。?，合金的凝固裂紋敏感性越大。當(dāng) min 一定時，TB 越小，則 CST 越大，材料的凝固裂越小紋敏感性越小。不同的材料，不僅脆性溫區(qū)區(qū)間TB的大小不同，最低塑形 min 的變化也明顯不同，因而產(chǎn)生裂紋的臨界應(yīng)變增長率 CST 也各不相同。一般而言，TB越大，裂紋敏感性越大；但也并非必然如此，有時TB雖然較大，但塑性 min值卻不是很低，或焊縫結(jié)晶過程中所受的拘束很小，這時其CST值也不一定小。相反，若材料的凝固裂紋敏感性不變，但當(dāng)拘束較大時，也會產(chǎn)生裂紋。所以在考察裂紋敏感性時必須綜合考慮脆性溫度區(qū)間（TB） 、最低塑形（ min）及應(yīng)變增長率（/ T ）的影響。根據(jù)以上分析可知，用 CST 作為判據(jù)更合適，因?yàn)門B 或 min都不能單獨(dú)用來反映材料的裂紋敏感性。這時，是否產(chǎn)生裂紋，可以對比實(shí)際應(yīng)變增長率/ T與臨界應(yīng)變增長率（CST）的大小來做出