焊接冶金

1,焊接结构钢用熔渣的成分是由( )等组成.

①氧化物②氟化物③氯化物④硼酸盐

2,焊接区内的气体主要来源于( )

①焊接时保护气体②母材③焊条药皮

3,焊接时, 不与氮气发生作用的金属,即不能溶解氮又不形成氮化物的金属,可用N作为保护气体,这种金属是( ).

①铜②铝③镍

4,焊接熔池的结晶时,熔池体积小,冷却速度大,焊缝中以( )为主.

①柱状晶②等轴晶③平面晶

5,焊缝的化学不均匀性主要是体现于( ).

①宏观偏析②凝固过渡层的形成③显微偏析碳④迁移过渡层

6,焊缝中的气孔产生原因是( ).

①焊接反应产生气体②气体在液态和固态金属溶解度不同③合金成分发生改变.

7,打底焊道最易产生热裂纹,也最易产生冷裂纹,其主要原因是( ).

①冷却速度快②应力集中③过热

8,按热裂纹产生原因可将裂纹分为( ).

①多边化裂纹②结晶裂纹③再热裂纹④高温液化裂纹⑤层状撕裂,

9,焊接热影响区产生脆化的种类有( ).

①热应变时效脆化②M-A组元脆化③粗晶脆化④氢脆⑤析出相脆化

10,可以细化焊缝组织,改善焊缝韧性的元素主要有( ).

①硅②钛③碳④稀土

11,下列哪些钢种具有一定的热应变脆化倾向.( )

①低碳钢②16Mn③15MnV

12,下列哪些钢种具有一定的再热裂纹敏感性.( )

①18MnMoNb②16Mn ③15MnV④14MnMoV

13,防止奥氏体钢焊接时产生点蚀的主要方法有( ).

①进行自熔焊接②焊接材料与母材超合金化匹配③考虑母材的稀释作用

14,焊接含碳量高的16Mn时,焊接线能量选择应该选择( ).

①小线能量②大线能量③小线能量配合预热

15,铸铁焊接时,影响半熔化区冷却速度的因素有:( ).

①焊接方法②预热温度③焊接热输入④铸件厚度

三,判断对错(对的打∨,错的打×每题1分,共15分)

1,低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急热的条件下,会表现出高碳钢的行为.对

2,脱氧和合金过渡无联系,选择脱氧剂和合金剂可依用户对焊缝成分的要求加入即可过渡.错

3,在相同条件下,焊接45钢和40Cr,45钢的近缝区淬硬倾向大.对4,同一15MnVN钢,一批含碳量为上限(0.20%),一批含碳量为0.16%,两者的晶粒粗化倾向及硬化倾向是不同.错

5,焊接熔渣的碱度对金属的氧化,脱氧,脱硫,脱磷,合金过渡都有影响.对

6,焊接化学冶金过程是一个平衡过程,可以精确进行反应过程的定量计算.错

7,用高频焊接方法生产16Mn自行车用钢管,在胀管时常在焊口附近开裂.经分析认为这是由于高频焊加热及冷却速度特别快,易于促使HAZ硬化.在适当减低焊接速度后,果然得到改善.

8 ,酸性焊条冶金性优于碱性焊条, 但工艺性能不如碱性焊条所以用于焊接重要焊接结构.错

9 ,已知在碱性渣和酸性渣中各含有15%的FeO,熔池的平均温度为1700℃,在两种情况下分配到熔池中的FeO量相同,焊缝中实际含FeO 量与平衡时的含量相同.

10 ,焊接高合金不锈钢时,即使焊条药皮中不含硅酸盐,只是由于用水玻璃作粘结剂,焊缝还会严重增硅.对

11,热应变脆化主要发生在固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢.对

12,热扎,正火钢焊接时,选择与母材相同成分的焊接材料.

13,不能根据热影响区的最高硬度值来判断材料的冷裂倾向和确定预热温度.错

14,焊缝金属凝固期间存在较大拉应力是奥氏体钢焊接时产生凝固裂纹的必要条件.对

15,用低碳钢焊条焊补灰铸铁时,半熔化区的白口往往较窄.

四,简答题(每题10分,共30分)

1,氢的溶解形式及对焊接质量的影响

2,CO2保护焊焊接低合金钢时,应选择什么焊丝为什么

3,分析液态薄膜的成因及对产生热裂纹的影响

4,为什么酸性焊条采用锰铁作脱氧剂,而碱性焊条采用锰铁,硅铁和钛铁作脱氧剂

5,25-20钢为何比18-8钢易于产生热裂纹

6,如何防止热扎,正火钢焊接时,焊缝中产生的热裂纹

五,论述题(每题10分,共30分)

1,一般低合金钢焊接,冷裂纹为什么具有延迟现象为什么容易在焊接热影响区产生

2,试述氢气孔的形成原因及对焊接质量的影响

3,试分析灰铸铁电弧冷焊的焊接工艺要点.

概念或解释(每题2分共10分)1、联生结晶：2、熔合比：3、焊条药皮重量系数：4、金属焊接性：5、电弧热焊：

选择填空(可以多个选择,每题1分,共15分)

1、焊接区内的气体主要来源于( )。

①焊接材料②母材③焊条药皮

2、焊接时, 不与氮气发生作用的金属,即不能溶解氮又不形成氮化物的金属，可用N作为保护气体,这种金属是( )。

①铜②铝③镍

3、焊接熔渣的作用有( )

①机械保护作用②冶金处理作用③改善工艺性能

4、焊接熔池的结晶时,熔池体积小，冷却速度大，焊缝中以( )为主。

①柱状晶②等轴晶③平面晶

5、熔合区的化学不均匀性主要是体现于( )。

①凝固过渡层的形成②碳迁移过渡层的形成③合金分层现象

6、焊缝中的气孔和夹杂主要害处是( )。

①焊缝有效截面下降②应力集中，疲劳强度下降③抗氧化性下降

④深透性气孔，使致密性下降。

7、打底焊道最易产生热裂纹,也最易产生冷裂纹,其主要原因是( )。

①冷却速度快②应力集中③过热

8、焊接结构钢用熔渣的成分是由( )等组成。

①氧化物②氟化物③氯化物④硼酸盐

9、焊接冷裂纹按产生原因可分为( )。

①淬硬脆化裂纹②低塑性脆化裂纹③层状撕裂④应力腐蚀开裂

⑤延迟裂纹

10、有利于改善焊缝抗热裂纹性能因素主要有( )。

①细化晶粒②减少S、P ③结晶温度大④加入锰脱硫

11、热扎、正火钢焊接时，过热区性能的变化取决于( )等因素。

①高温停留时间②焊接线能量③钢材类型④冷裂倾向

12、铸铁焊接时，影响半熔化区冷却速度的因素有：( )。

①焊接方法②预热温度③焊接热输入④铸件厚度

13、下列哪些钢种具有一定的热应变脆化倾向。( )

①低碳钢②16Mn ③15 MnV

14、焊缝为铸铁型时，影响冷裂纹的因素有( )。

①基体组织②石墨形状③焊补处刚度，体积及焊缝长短

15、防止奥氏体钢焊接时产生点蚀的主要方法有( )。

①进行自熔焊接②焊接材料与母材超合金化匹配③考虑母材的稀释作用

一,概念或解释(每题2分共10分)

1,联生结晶:

2,熔合比:

3,焊条药皮重量系数:

4,金属焊接性:

5,电弧热焊:

二,选择填空(可以多个选择,每题1分,共15分)

1,焊接区内的气体主要来源于( ).

①焊接材料②母材③焊条药皮

2,焊接时, 不与氮气发生作用的金属,即不能溶解氮又不形成氮化物的金属,可用N作为保护气体,这种金属是( ).

①铜②铝③镍

3,焊接熔渣的作用有( )

①机械保护作用②冶金处理作用③改善工艺性能

4,焊接熔池的结晶时,熔池体积小,冷却速度大,焊缝中以( )为主.

①柱状晶②等轴晶③平面晶

5,熔合区的化学不均匀性主要是体现于( ).

①凝固过渡层的形成②碳迁移过渡层的形成③合金分层现象

6,焊缝中的气孔和夹杂主要害处是( ).

①焊缝有效截面下降②应力集中,疲劳强度下降③抗氧化性下降④深透性气孔,使致密性下降.

7,打底焊道最易产生热裂纹,也最易产生冷裂纹,其主要原因是( ).

①冷却速度快②应力集中③过热

8,焊接结构钢用熔渣的成分是由( )等组成.

①氧化物②氟化物③氯化物④硼酸盐

9,焊接冷裂纹按产生原因可分为( ).

①淬硬脆化裂纹②低塑性脆化裂纹③层状撕裂④应力腐蚀开裂⑤延迟裂纹

10,有利于改善焊缝抗热裂纹性能因素主要有( ).

①细化晶粒②减少S,P ③结晶温度大④加入锰脱硫

11,热扎,正火钢焊接时,过热区性能的变化取决于( )等因素.

①高温停留时间②焊接线能量③钢材类型④冷裂倾向

12,铸铁焊接时,影响半熔化区冷却速度的因素有:( ).

①焊接方法②预热温度③焊接热输入④铸件厚度

13,下列哪些钢种具有一定的热应变脆化倾向.( )

①低碳钢②16Mn ③15 MnV

14,焊缝为铸铁型时,影响冷裂纹的因素有( ).

①基体组织②石墨形状③焊补处刚度,体积及焊缝长短

15,防止奥氏体钢焊接时产生点蚀的主要方法有( ).

①进行自熔焊接②焊接材料与母材超合金化匹配③考虑母材的稀释作用

三,判断对错(对的打∨,错的打× 每题1分,共15分)

1,电流种类及极性对气孔的影响是直流反接,气孔大,直流正接,气孔少,交流焊接,气孔更少.

2,防止氢气孔可在药皮中,焊剂中加入萤石(CaF2),形成在高温稳定并且不溶于液态金属的HF气体,降低熔池中氢量.

3,低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急热的条件下,会表现出高碳钢的行为.

4,再热裂纹是焊接结构件焊接后产生的,多产生于焊缝.

5,脱氧和合金过渡无联系,选择脱氧剂和合金剂可依用户对焊缝成分的要求加入即可过渡.

6,在酸性焊条药皮中,加入碱金属氧化物和碱土金属氧化物,对于溶渣的粘度起到加大作用.

7,在相同条件下,焊接45钢和40Cr,45钢的近缝区淬硬倾向大. 8,同一15MnVN钢,一批含碳量为上限(0.20%),一批含碳量为0.16%,两者的晶粒粗化倾向及硬化

倾向是不同.

9,焊接熔渣的碱度对金属的氧化,脱氧,脱硫,脱磷,合金过渡都有影响.

10,焊接化学冶金过程是一个平衡过程,可以精确进行反应过程的定量计算.

11,18MnMoNb钢焊接时的冷裂倾向大于15MnVN.

12,不能根据热影响区的最高硬度值来判断材料的冷裂倾向和确定预热温度.

13,低碳调质钢焊接时,液化裂纹主要发生在高Ni低Mn的低合金高强钢.

14,焊缝金属凝固期间存在较大拉应力是奥氏体钢焊接时产生凝固裂纹的必要条件.

15,用低碳钢焊条焊补灰铸铁时,半熔化区的白口往往较窄.

四,简答题(每题5分,共30分)

1,为什么酸性焊条采用锰铁作脱氧剂,而碱性焊条采用锰铁,硅铁和钛铁作脱氧剂

2,焊条的工艺性能包括哪些方面,对焊接质量有何影响

3,熔池的结晶线速度与焊速有什么关系

4,简述应力腐蚀裂纹产生机理

5,奥氏体钢焊接接头易在什么部位产生晶间腐蚀其产生的主要原因是什么

6,试分析灰铸铁电弧冷焊时形成白口及淬硬组织的原因

五,论述题(每题10分,共30分)

1,试分析结晶裂纹产生原因及防止措施.

2,对比分析酸性焊条和碱性焊条的工艺性能和冶金性能

3,试分析16Mn的焊接性

2009年春季学期焊接冶金学试题(B)

(适用于材料成型与控制工程专业焊接模块)

一,概念或解释(每题2分共10分)

1,焊接

2,焊条药皮重量系数

3,焊接拘束度

4,焊接线能量

5,金属焊接性

二,选择填空(可以多个选择,每题1分,共15分)

1,焊接结构钢用熔渣的成分是由( )等组成.

①氧化物②氟化物③氯化物④硼酸盐

2,焊接区内的气体主要来源于( )

①焊接时保护气体②母材③焊条药皮

3,焊接时, 不与氮气发生作用的金属,即不能溶解氮又不形成氮化物的金属,可用N作为保护气体,这种金属是( ).

①铜②铝③镍

4,焊接熔池的结晶时,熔池体积小,冷却速度大,焊缝中以( )为主.

①柱状晶②等轴晶③平面晶

5,焊缝的化学不均匀性主要是体现于( ).

①宏观偏析②凝固过渡层的形成③显微偏析碳④迁移过渡层

6,焊缝中的气孔产生原因是( ).

①焊接反应产生气体②气体在液态和固态金属溶解度不同③合金成分发生改变.

7,打底焊道最易产生热裂纹,也最易产生冷裂纹,其主要原因是( ).

①冷却速度快②应力集中③过热

8,按热裂纹产生原因可将裂纹分为( ).

①多边化裂纹②结晶裂纹③再热裂纹④高温液化裂纹⑤层状撕裂,

9,焊接热影响区产生脆化的种类有( ).

①热应变时效脆化②M-A组元脆化③粗晶脆化④氢脆⑤析出相脆化

10,可以细化焊缝组织,改善焊缝韧性的元素主要有( ).

①硅②钛③碳④稀土

11,下列哪些钢种具有一定的热应变脆化倾向.( )

①低碳钢②16Mn ③15MnV

12,下列哪些钢种具有一定的再热裂纹敏感性.( )

①18MnMoNb ②16Mn ③15MnV ④14MnMoV

13,防止奥氏体钢焊接时产生点蚀的主要方法有( ).

①进行自熔焊接②焊接材料与母材超合金化匹配③考虑母材的稀释作用

14,焊接含碳量高的16Mn时,焊接线能量选择应该选择( ).

①小线能量②大线能量③小线能量配合预热

15,铸铁焊接时,影响半熔化区冷却速度的因素有:( ).

①焊接方法②预热温度③焊接热输入④铸件厚度

三,判断对错(对的打∨,错的打× 每题1分,共15分)

1,低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急热的条件下,会表现出高碳钢的行为.

2,脱氧和合金过渡无联系,选择脱氧剂和合金剂可依用户对焊缝成分的要求加入即可过渡.

3,在相同条件下,焊接45钢和40Cr,45钢的近缝区淬硬倾向大. 4,同一15MnVN钢,一批含碳量为上限(0.20%),一批含碳量为0.16%,两者的晶粒粗化倾向及硬化倾向是不同.

5,焊接熔渣的碱度对金属的氧化,脱氧,脱硫,脱磷,合金过渡都有影响.

6,焊接化学冶金过程是一个平衡过程,可以精确进行反应过程的定量计算.

7,用高频焊接方法生产16Mn自行车用钢管,在胀管时常在焊口附近开裂.经分析认为这是由于高频焊加热及冷却速度特别快,易于促使HAZ硬化.在适当减低焊接速度后,果然得到改善.

8 ,酸性焊条冶金性优于碱性焊条, 但工艺性能不如碱性焊条所以用于焊接重要焊接结构.

9 ,已知在碱性渣和酸性渣中各含有15%的FeO,熔池的平均温度为

1700℃,在两种情况下分配到熔池中的FeO量相同,焊缝中实际含FeO 量与平衡时的含量相同.

10 ,焊接高合金不锈钢时,即使焊条药皮中不含硅酸盐,只是由于用水玻璃作粘结剂,焊缝还会严重增硅.

11,热应变脆化主要发生在固溶氮含量较高的低碳钢和强度级别不高的低合金钢.

12,热扎,正火钢焊接时,选择与母材相同成分的焊接材料.

13,不能根据热影响区的最高硬度值来判断材料的冷裂倾向和确定预热温度.

14,焊缝金属凝固期间存在较大拉应力是奥氏体钢焊接时产生凝固裂纹的必要条件.

15,用低碳钢焊条焊补灰铸铁时,半熔化区的白口往往较窄.

四,简答题(每题10分,共30分)

1,氢的溶解形式及对焊接质量的影响

2,CO2保护焊焊接低合金钢时,应选择什么焊丝为什么

3,分析液态薄膜的成因及对产生热裂纹的影响

4,为什么酸性焊条采用锰铁作脱氧剂,而碱性焊条采用锰铁,硅铁和钛铁作脱氧剂

5,25-20钢为何比18-8钢易于产生热裂纹

6,如何防止热扎,正火钢焊接时,焊缝中产生的热裂纹

五,论述题(每题10分,共30分)

1,一般低合金钢焊接,冷裂纹为什么具有延迟现象为什么容易在焊

接热影响区产生

2,试述氢气孔的形成原因及对焊接质量的影响3,试分析灰铸铁电弧冷焊的焊接工艺要点. 一、

二、

第四章及焊接的特点

1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？ 答：（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高 （2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短 （3）热源的运动性，加热区域不断变化，传热过程不稳定。2、焊接热循环中冷却时间t8/5 t8/3 t100的含义是什么?应用对象？为什么不常用某温度下（如540C）的冷却速度？ 答：（1）含义：焊接热循环中的冷却时间t8/5表示从800C冷却到500C的冷却时间。 焊接热循环中的冷却时间t8/3表示从800C冷却到300C的冷却时间。 焊接热循环中的冷却时间t100表示从峰值冷却到100C的冷却时间。 （2）应用对象：对于一般碳钢和低合金钢常采用相变温度范围800~500℃冷却时间（8 5t）对冷裂纹倾向较大的钢种，常采用800~300℃的冷却时间83t，各冷却时间的选 定要根据不同金属材料做存在的问题来决定 （3）为了方便研究常用某一温度范围内的冷却时间来讨论热影响组织性能的变化，而某个温度下比如540℃则为一个时刻即冷却至540℃时瞬时冷却速度和组织性能。故不常用某以温度下的冷却速度，对于一般低合金钢来讲，主要研究热影响区溶合线附近冷却过程中540℃时瞬时冷却速度

3、从传热学角度说明临界板厚δcr的概念？ 答：由传热学理论知道：在线能量一定的条件下，随板厚增加，冷却速度Wc增大，冷却时间t8/5变短，但当板厚增加到一定程度时，则Wc和t8/5不再变化，此时的板厚即为临界板厚δcr。 4、焊接条件下的CCT图有何重要意义？ 答：利用CCT图，可以比较方便地预测或查出焊接热影响区的组织和性能，并能作为选择焊接线能量、预热温度和制定焊接工艺的依据，对于焊接性分析和提高焊接接头的质量具有十分重要的意义。 焊接冶金过程的四大特点 1、需要对金属进行保护 2、焊接冶金过程是分区域（阶段）连续进行的过程，各阶段之间相互联系 3、冶金过程与“焊接方法”和“焊接规范”有关 4、冶金过程具有不平衡性，但存在平衡趋势

(机械)(焊接)焊接冶金学(基本原理)习题

焊接冶金学（基本原理）习题 绪论 1.试述焊接、钎焊和粘接在本质上有何区别？ 2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？ 3.能实现焊接的能源大致哪几种？它们各自的特点是什么？ 4.焊接电弧加热区的特点及其热分布？ 5.焊接接头的形成及其经历的过程，它们对焊接质量有何影响？ 6.试述提高焊缝金属强韧性的途径？ 7.什么是焊接，其物理本质是什么？ 8.焊接冶金研究的内容有哪些 第一章焊接化学冶金 1.焊接化学冶金与炼钢相比，在原材料方面和反应条件方面主要有哪些不同？ 2.调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？ 3.焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？ 4为什么电弧焊时熔化金属的含氮量高于它的正常溶解度？ 5.氮对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？ 6.手弧焊时，氢通过哪些途径向液态铁中溶解？写出溶解反应及规律？ 7.氢对焊接质量有哪些影响？ 8既然随着碱度的增加水蒸气在熔渣中的溶解度增大，为什么在低氢型焊条熔敷金属中的含氢量反而比酸性焊条少？ 9. 综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响。 10.今欲制造超低氢焊条（[H]<1cm3/100g）,问设计药皮配方时应采取什么措施？ 11. 氧对焊接质量有哪些影响？应采取什么措施减少焊缝含氧量？ 12.保护焊焊接低合金钢时，应采用什么焊丝？为什么？ 13.在焊接过程中熔渣起哪些作用？设计焊条、焊剂时应主要调控熔渣的哪些物化性质？为什么？ 14.测得熔渣的化学成分为：CaO41.94%、28.34%、23.76%、FeO5.78%、7.23%、3.57%、MnO3.74%、4.25%，计算熔渣的碱度和，并判断该渣的酸碱性。 15.已知在碱性渣和酸性渣中各含有15%的FeO，熔池的平均温度为1700℃，问在该温度下平衡时分配到熔池中的FeO量各为多少？为什么在两种情况下分配到熔池中的FeO量不同？为什么焊缝中实际含FeO量远小于平衡时的含量？ 16.既然熔渣的碱度越高，其中的自由氧越多，为什么碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条焊缝含氧量低？ 17.为什么焊接高铝钢时，即使焊条药皮中不含，只是由于用水玻璃作粘结剂，焊缝还会严重增硅？ 18. 综合分析熔渣中的CaF2在焊接化学冶金过程是所起的作用。 19.综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。 20.什么是焊接化学冶金过程，手工电弧焊冶金过程分几个阶段，各阶段反应条件有何不同，主要进行哪些物理 化学反应？ 21.什么是熔合比，其影响因素有哪些，研究熔合比在实际生产中有什么意义？

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焊接冶金与焊接性 绪论 1，焊接的本质和途径： 焊接：通过加热，加压或两者共同作用，使所焊材料达到原子间结合，实现永久性连接的工艺。 焊接途径：1加热2加压 焊接本质：原子间结合焊接的结果：永久性连接 2，焊接接头的组成：是指被焊材料经焊接后，发生组织和性能变化的区域，焊缝；融合区；热影响区。 1）焊缝：是由被焊材料和添加材料经融化凝固后形成。 2）热影响区：是指受焊接热循环的作用，使母材发生微观组织和性能变化的区域。 3）融合区：是部分熔化的母材和部分未熔化的母材所组成的区域。 3焊接热循环：1）概念：在焊接过程中，某点工件上的温度随时间由低到高达到极值后， 又由高到低的变化过程。 2）主要参数：加热速度Vh，描述工件温度上升快慢。 峰值温度Tm，是热循环曲线上对应的最高温度。 高温停留时间Th，在某一较高温度以上的停留时间。 冷却速度或冷却时间Vc，T8、5 3）热循环的特点：1，加热速度非常快；2，峰值温度高；3，高温停留时间短；4，冷却速度快；5，加热具有局部性和移动性。 第一章焊接化学冶金 1，焊接化学冶金的反应区 1）药皮反应区：指开始化学反应的温度到药皮溶解（100——1200），主要反应有水分的蒸发，某些物质的分解及铁合金氧化。 2）溶滴反应区：溶滴形成，长大，过度到熔池的过程。主要反应有气体的溶解和分解，金属的蒸发，金属和合金的氧化还原，以及焊缝金属的合金化。 溶滴反应区特点：1，反应温度高；2，反应时间短；3，相接触面积大； 4，溶滴金属与熔渣发生强烈的混合。 3）熔池反应区：特点：1，反应温度略低；2，反应时间增长；3，反应具有不同步性； 4，熔池反应具有搅动作用。 2焊接熔渣及其性质 1）熔渣的作用：1，机械保护作用；2，冶金处理作用；3，改善焊接工艺性能。 2）熔渣的种类和成分：1盐型熔渣：由金属的卤化物和不含氧的化合物组成。 2盐——氧化物型熔渣：由金属的氟化物和氧化物组成。 3氧化物型熔渣：由各种金属氧化物组成 3焊接熔渣对金属的氧化 1）置换氧化：是指被焊金属与其他金属或非金属氧化物发生的置换反应 而导致的氧化。 2）扩散氧化：是指熔渣中的氧化物通过扩散进入被焊金属而使焊缝增氧。 （满足分配定律） 4焊缝金属的脱氧 1）先期脱氧：指焊条药皮中的脱氧剂与分解出的氧化性气体发生的反应. 2）沉淀脱氧（影响最大，最主要）：是利用溶解在液态金属中的脱氧剂，将被焊金属及其合金从其氧化物中还原出来，并使脱氧产物浮到熔渣中去。

焊接冶金学-材料焊接性-课后答案 李亚江版

焊接冶金学材料-焊接性课后习题答案 第一章：概述 第二章：焊接性及其实验评定 1.了解焊接性的基本概念。什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。影响因素：材料因素、设计因素、工艺因素、服役环境。 第三章：合金结构钢 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？ 答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以

上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。 2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。 答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃×1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100～150℃。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。电渣焊900～930℃正火，600～650℃回火

焊接冶金学—材料焊接性课后答案

第三章：合金结构焊接热影响区（ HAZ最高硬度 1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？答：热轧钢的强化方式有：（ 1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si 。（ 2）细晶 强化，主要强化元素： Nb,V。（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V. ；正火钢的强化方式：（ 1）固溶强化， 主要强化元素：强的合金元素（ 2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo （ 3）沉淀强化，主要强化元素： Nb,V,Ti,Mo. ；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200 C以上的热影响区可能产生粗晶脆 化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制 A长大及组织细化作用被 削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝氏体、 M-A 等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接方法。 2. 分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小 于0.4 %，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠 光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏 体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达 到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。被加热到1200 C以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆 化，韧性明显降低，Q345钢经过600CX 1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。埋弧焊：焊剂 SJ501，焊丝H08A/H08MnA电渣焊：焊剂HJ431、 HJ360焊丝H08MnMo A CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。预热温度：100?150C。焊后热处理：电弧焊一般不进行或600?650 C回火。电渣焊 900?930 C正火，600?650 C回火 3. Q345与Q390焊接性有何差异？ Q345焊接工艺是否适用于 Q390焊接，为什么？答：Q345与Q390都属 于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345,从而使Q390的碳当量大于 Q345,所以Q390 的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345,其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工艺不一定适用于 Q390的焊接， 因为Q390的碳当量较大，一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严重。 4. 低合金高强钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？答：选择原 则：考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响。由于一般不进行焊后热处理，要求焊缝金属在焊态下应接近母材的力学性能。中碳调质钢，根据焊缝受力条件，性能要求及焊后热处理情况进行选择焊接材料，对于焊后需要进行处理的构件，焊缝金属的化学成分应与基体金属相近。 5. 分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如 （14MnMoNiB HQ70 HQ80）的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。（P81）答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影 响区强度和韧性下降。焊接工艺特点：①要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一自回火” 作用，以防止冷裂纹的产生；② 要求在800~500C之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。此外，焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术 ; 典型的低碳调质钢在 Wc> 0.18 %时不应提高冷速，Wc< 0.18 %时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于 481KJ/cm；当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800?500C的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使 热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括层间温度，因此有最低预热温度。通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。 6. 低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢，他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳钢在调质 状态下焊接可以保证焊接质量，而中碳调质钢一般要求焊后热处理？答：低碳调质钢：在循环作用下， t8/5 继续增加时，低碳钢调质钢发生脆化，原因是奥氏体粗化和上贝氏体与M-A组元的形成。中碳调质钢：由

焊接冶金学(基本原理)

绪论 一、焊接过程的物理本质 1.焊接：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子问的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。 物理本质：1）宏观：焊接接头破坏需要外加能量和焊接的的不可拆卸性（永久性）2）微观：焊接是在焊件之间实现原子间结合。 2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？ 从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，就可以在接触表面上进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成金属键，达到焊接的目的。然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。 为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施： 1)对被焊接的材质施加压力目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。 2)对被焊材料加热(局部或整体) 对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。 二、焊接热源的种类及其特征 1）电弧热：利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。 2）化学热：利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。3）电阻热：利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。 4）高频感应热：对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实现高速焊接。如高频焊管等。 5）摩擦热：由机械摩擦而产生的热能作为热源。 6）等离子焰：电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，它本身携带大量的热能和动能，利用这种能量进行焊接。 7）电子束：利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，使这种动能转化为热能作为热源。 8）激光束：通过受激辐射而使放射增强的光即激光，经过聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源。 三、熔焊加热特点及焊接接头的形成 （一）焊件上加热区的能量分布 热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的。对于电弧焊来讲，这个作用面积称为加热区，加热区又可分为加热斑点区和活性斑点区； 1)活性斑点区活性斑点区是带电质点(电子和离于)集中轰击的部位，并把电能转为热能； 2)加热斑点区在加热斑点区焊件受热是通过电弧的辐射和周围介质的对流进行的。在该区内热量的分布是不均匀的，中心高，边缘低，如同立体高斯锥体. （二）焊接接头的形成： 熔焊时焊接接头的形成，一般都要经历加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变，直至形成焊接接头。 （l）焊接热过程：熔焊时被焊金属在热源作用下发生局部受热和熔化，使整个焊接过程自始至终都是在焊接热过程中发生和发展的。它与冶金反应、凝固结晶和固态相变、焊接温度场和应力变形等均有密切的关系。

焊接冶金学试题

(适用于材料成型与控制工程专业焊接模块) 一、概念或解释(每题2分共10分) 1、联生结晶： 2、熔合比： 3、焊条药皮重量系数： 4、金属焊接性： 5、电弧热焊： 二、选择填空(可以多个选择,每题1分,共15分) 1、焊接区内的气体主要来源于( ) 。 ①焊接材料②母材③焊条药皮 2、焊接时, 不与氮气发生作用的金属,即不能溶解氮又不形成氮化物的金属，可用N 作为保护气体, 这种金属是( ) 。 ①铜②铝③镍 3、焊接熔渣的作用有( ) ①机械保护作用②冶金处理作用③改善工艺性能 4、焊接熔池的结晶时, 熔池体积小，冷却速度大，焊缝中以( ) 为主。 ①柱状晶②等轴晶③平面晶

5、熔合区的化学不均匀性主要是体现于(

①凝固过渡层的形成 ②碳迁移过渡层的形成 ③合金分层现象 6、焊缝中的气孔和夹杂主要害处是 ( ) 。 ①焊缝有效截面下降 ②应力集中，疲劳强度下降 ③抗氧化性下降 气孔，使致 密性下降。 7、 打底焊道最易产生热裂纹 , 也最易产生冷裂纹 , 其主要原因是 ( ) 。 ①冷却速度快 ②应力集中 ③过热 8、 焊接结构钢用熔渣的成分是由 ( ) 等组成。 ①氧化物 ②氟化物 ③氯化物 ④硼酸盐 9、 焊接冷裂纹按产生原因可分为 ( ) 。 ①淬硬脆化裂纹 ②低塑性脆化裂纹 ③层状撕裂 ④应力腐蚀开裂 裂纹 10、 有利于改善焊缝抗热裂纹性能因素主要有 ( ) 。 ①细化晶粒 ②减少 S 、P ③结晶温度大 ④加入锰脱硫 11、 热扎、正火钢焊接时，过热区性能的变化取决于 ( ) 等因素。 ①高温停留时间 ②焊接线能量 ③钢材类型 ④冷裂倾向 12、 铸铁焊接时，影响半熔化区冷却速度的因素有： ( ) 。 ①焊接方法 ②预热温度 ③焊接热输入 ④铸件厚度 13、下列哪些钢种具有一定的热应变脆化倾向。 ( ①低碳钢 ②16Mn ③15 MnV 14、焊缝为铸铁型时，影响冷裂纹的因素有 ( ) 。 ①基体组织 ②石墨形状 ③焊补处刚度，体积及焊缝长短 ④深透性 ⑤延迟

第一单元 焊接热过程

第一单元焊接热过程 模块一焊接热过程及其特点 大家好，上节课咱们研究了焊接过程的实质—使两个分开的物体（焊件）达到原子结合；焊接与其他连接方法的区别；焊接方法的分类等。这节课咱们来研究下焊接热过程及其特点还有焊接热源。 焊接热过程及其特点 一、焊接的一般过程（绘制板对接平面图、绘制P5 图1-1） 一般焊接部位须经历加热--熔化—冶金反应—凝固结晶—固态相变—形成接头等过程，也可归纳成三个互相交错进行而又彼此联系的过程。 详细讲述焊接热过程、冶金过程、焊接时金属的结晶和相变过程。 焊接热过程 在焊接热源作用下金属局部被加热与熔化，同时出现热量的传播和分布的现象，而且这种现象贯穿整个焊接过程的始终，这就是焊接热过程。 二、焊接热过程的特点 1）焊接热量集中作用在焊件连接部位，而不是均匀加热整个焊件。 2）热作用的瞬时性，焊接时，热源以一定速度移动，焊件上任一点受热的作用都具瞬时性，即随时间而变。 三、焊接热过程对焊接质量的影响 1）焊接热过程决定了焊接熔池的温度和存在时间。 2）在焊接热过程中，由于热传导的作用，近缝区可能产生淬硬、脆化或软化现象。 3）焊接是不均匀加热和冷却的过程。 4）焊接热过程对焊接生产率发生影响。 模块二焊接热源 焊接需要外加能量，对于熔焊主要是热能。现代焊接发展趋势是逐步向高质量、高效率、低劳动强度和低能耗的方向发展。用于焊接的热量总是希望高度集中，能快速完成焊接过程，并能保证得到热影响区最窄及焊缝致密的接头。 1、常用的焊接热源 焊接热源的性质与功率，决定了焊接加热的速度、加热的温度和加热的范围，将直接影响焊接质量和生产率。因此，不断研制和开辟新的热源，对焊接

焊接化学冶金

焊接化学冶金 第一节焊接化学冶金过程特点 焊接化学冶金过程：熔化焊时，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程。 要点：各种物质包括气体、液态金属、熔渣。 普通化学冶金过程是对金属熔炼加工过程，在放牧特定的炉中进行。 焊接化学冶金过程是金属在焊接条件下，再熔炼的过程，焊接时焊缝相当高炉。 二者共同点：金属冶炼加工。 不同点： 1）原材料不同。 普冶材料：矿石、焦炭、废钢铁等。 焊金材料：焊条、焊丝、焊剂等。 2）目的不同 普冶：提炼金属；焊冶：对金属再熔炼，以满足构件性能。 一、焊条熔化及熔池的形成 （一）焊条的加热及熔化 1、焊条的加热 所用热能有电阻热、电弧热、化学反应热。 电阻热：焊接电流通过焊芯时产生的电阻热。

电弧热：焊接电弧传给焊条端部的热量。 化学反应热：药皮部分化学物质化学反应时产生的热量。1）电阻加热 手工电弧焊，小电流时电阻热不是主要的；大电流时电阻热是主要的，过大，造成危害。一是焊条药皮脱落、开裂；二是化学元素损失，冶金性能变化；三是熔化过分激烈，飞溅严重；四是焊缝成型来好，易产生缺陷。 自动焊、半自动焊时，适当增加电流密度和焊丝伸出长度，提高熔化速度。 2）电弧热 真正用于使焊条加热和熔化的热能。焊接电弧用于加热和熔化焊条的功率为 qe=ηe UI ηe—焊条加热有效系数，取决于焊接规范，电流极性、焊条药皮成分、金属过渡形式。 手工电弧焊时ηe为0.2—0.27 2、焊条金属的熔化速度 焊条金属的平均熔化速度 g M=G/t =αp I αp为焊条熔化系数 焊条金属的平均熔敷速度 g D=G D/t=αH I

αH为焊条的平均熔敷速度，体现了生产率的大小。 损失系数 Ψ=(G-G D)/G=(g M-g D)/g D=1-αH/αP αH=(1-Ψ) αP 3、焊条金属熔滴及过渡特性 1）熔熵过渡形式 短路过渡、颗粒过渡、附壁过渡、射流过渡、旋转射流过渡。 碱性焊条：短路过渡和大颗粒过渡；酸性焊条：细颗粒过渡和附壁过渡。 2）熔滴的比表面积和作用时间 熔滴的比表面积S：熔熵的表面积与其质量之比。 S=Ag/ρVg=4ДR2/(4/3ДR3ρ)=3/Rρ 熔滴的比表面积是相当大的，S=1000—10000Cm3/kg I↑,R↓,S↑，利于冶金反应进行。 熔滴的平均作用时间是指熔滴的平均质量与一个周期内焊芯的平均熔化速度之比。 τcp=m cp/g cp=(m0+0.5m tr)/m tr/τ=(m0/m tr+0.5) τ τcp=0.01—1.0s 3）熔滴的温度 实测手工电弧焊碳钢焊条：2100-2700K，熔渣平均温度：1600C0

(完整word版)焊接冶金学(基本原理)习题总结

焊接冶金学（基本原理） 部分习题及答案 绪论 一、什么是焊接，其物理本质是什么？ 1、定义：焊接通过加热或加压；或两者并用，使焊件达到原子结合，从而形成永久性连接工艺。 2、物理本质：焊接的物理本质是使两个独立的工件实现了原子间结合，对于金属而言，既实现了金属键结合。 二、怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？ 1、对被焊接的材质施加压力：目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。 2、对被焊材料加热(局部或整体)：对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。 三、试述熔焊、钎焊在本质上有何区别？ 钎焊母材不溶化，熔焊母材溶化。 1. 温度场定义，分类及其影响因素。 1、定义：焊接接头上某一瞬间各点的温度分布状态。 2、分类： 1) 稳定温度场——温度场各点温度不随时间而变动； 2) 非稳定温度场——温度场各点随时间而变动； 3) 准稳定温度场——温度随时间暂时不变动，热饱和状态；或随热源一起移动。 3、影响因素： 1) 热源的性质 2) 焊接线能量 3) 被焊金属的热物理性质 a. 热导率 b. 比热容 c. 容积比热容 d. 热扩散率 e. 热焓 f. 表面散热系数 4) 焊件厚板及形状

第一章 二、焊接化学冶金分为哪几个反应区，各区有何特点？ 1、药皮反应区：指焊条受热后，直到焊条药皮熔点前发生的一些反应。(100-1200℃) 1) 水分蒸发：100 ℃吸附水的蒸发，200－400 ℃结晶水的去除，化合水在更高温度下析出 2) 某些物质分解:形成Co ，CO2，H2O ，O2等气体 3) 铁合金氧化 ：先期氧化，降低气相的氧化性 2、熔滴反应区：指熔滴形成、长大、脱离焊条、过渡到整个熔池 1) 温度高：1800－2400℃ 2) 与气体、熔渣的接触面积大 ：1000－10000 cm2/kg 3) 时间短速度快：0.01-0.1s ；0.0001-0.001s 4) 熔渣和熔滴金属进行强烈的搅拌,混合. 3、熔池反应区 1) 反应速度低 熔池T 1600~1900℃低于熔滴T ；比表面积，接触面积小300~1300cm2/kg ；时间长，手工焊3~8秒埋弧焊6~25s 2) 熔池温度不均匀的突出特点 熔池前斗部分发生金属熔化和气体的吸收,利于吸热反应熔池后斗部分发生金属凝固和气体的析出,利于放热反应 3) 具有一定的搅拌作用 促进焊缝成分的均匀化，有助于加快反应速度，有益于气体和夹渣物的排除。然而，没有熔滴阶段激烈。 三、焊接区内有那些气体？它们是怎样产生的？ 1、种类： 金属及熔渣蒸气 2、来源： 1) 焊接材料 2) 气体介质 3) 焊丝和母材表面上的油锈等杂质 4) 金属和熔渣的蒸发产生的气体 3、供给途径：一部分是直接输入或侵入的原始气体；另一部分是通过物化反应所生成的气体。 1) 有机物的分解和燃烧:纤维素的氧化分解 2) 碳酸盐和高价氧化物的分解 四、为什么电弧焊时熔化金属的含氮量高于它的正常溶解度？ 电弧中受激的氮分子，特别是氮原子的溶解速度比没受激的氮分子要快得多；电弧中的氮离子N +在氧化性电弧气氛中形成NO ，遇到温度较低的液态金属它分解为N 和O ，N 迅速溶于金属。 五、氮对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？ 61052222()71210m C H O mO mCO mH +=+23lg (/)8920/7.54 p CO CaCO T =-+32CaCO CaO CO =+32MgCO MgO CO =+23lg (/)5785/ 6.27p CO MgCO T =-+22222N O O H H CO CO 、、、、、

焊接冶金与焊接性

1.铝及铝合金焊接时存在的主要问题是什么？ 答：主要存在气孔和热裂纹和软化问题 （1）气孔的存在降低了焊缝的致密性和耐蚀性，易形成应力集中从而降低了接头的强度，塑性、气孔可分为；临近焊缝表面的皮下气孔、焊缝中部或根部的密集气，熔合区边界的氧化膜气孔。（2）热裂纹可能出现在焊缝，焊接热影响区、以及焊缝的弧坑处，焊缝中的热裂纹属于结晶裂纹，热影响区中的热裂纹主要是液化裂纹。（3）热处理强化铝合金及焊前经过冷作硬化的非热处理强化铝合金，热影响区的强度和硬度相对于原来的母材会有不同程度的降低及软化；软化可分为：非时效强化铝合金的软化，时效强化铝合金的软化。 2. 铝及铝合金的焊接工艺要点是什么？ 答：（1）焊接方法：应根据合金牌号，焊件厚度，产品结构以及焊接质量要求加以选择，其方法包括：钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、变极性等离子弧焊、激光和电子束焊、搅拌摩擦焊等（2）焊接材料：选择时要充分考虑接头的力学性能，抗裂性及抗腐蚀性，并结合母材及成分，产品的具体实施条件和结构的刚性等（3）接头设计：应根据材料的厚度，焊接方法、焊接位置有无衬垫和是否清根等条件进行接头设计，合理选择接头类型和坡形式。（4）焊接参数：焊接参数的选定要考虑接头的形式，尺寸及焊缝成型的要求，同时要考虑对气孔、裂纹和接头软化成程度的影响。（5）焊前准备：主要包括焊前清理，施加垫板，焊前预热（6）焊后处理：主要为及时清理焊后留在焊缝区及临近区的残存熔滴和焊渣。 3.钛及钛合金的类型和牌号有那些？ 答：工业纯钛（TA0.TA1.Ta3）α型钛合金（TA4 TA6 TA7），α+β型钛合金（TC3.TC1.TC4.TC6.TC11）β型钛合金（TB2.TB4） 4.钛及钛合金的焊接性 答：（1）间隙渣滓引起的接头力学性能变化。钛及钛合金在常温下能与氧气形成致密的氧化膜而保持很高的稳定性和耐蚀性，但是在高温下，钛及钛合金吸收氧气氮气和氢气能力很强，对焊接接头力学性能产生较大的影响。（2）焊接裂纹；钛及钛合金中S P 和C等渣滓很少，晶界上低熔点共晶不易形成，结晶温度区间窄，加之焊接凝固时收缩小，因此出现焊接热裂纹可能性很小。（3）气孔；气孔是焊接钛合金时比较为普遍的缺陷，其特点是分布在融合线附近，主要为氢气孔，是由于氢气在钛中的溶解度在凝固时存在突变和随温度的升高而降低造成的（4）焊接热影响区的组织变化，包括相和晶粒尺寸的变化 5.钛及钛合金的焊接工艺要点是什么？ 答：（1）焊接方法；选择焊接方法时，主要考虑钛合金的物理性能，化学性能和冶金学特点，还要兼顾工件与结构的尺寸，应选择能量集中的焊法，同时采用很好的保护方法（2）焊接材料；钛及钛合金一般可以选择与母材成分相同的焊丝，也可选择强度略低于母材的焊丝，以提高结构的韧性。（3）焊前准备；主要包括板材切割、坡口设计和加工、表面清理，（4）焊接参数；钛及钛合金焊接时都有晶粒粗化的倾向，尤其β型钛合金最为显著，为防止晶粒粗化，应采用较小的焊接热输入，但也要注意输入过低造成的不利影响（5）焊后处理；焊后热处理可以调整钛及钛合金焊缝级热影响区的微观组织，从而改善焊接接头的性能，一般采用真空退火工艺，而对α+β型钛合金来讲，可以采用淬火+时效+焊接+局部退火或者淬火+焊接+退火。 6.焊接灰铸铁时主要存在的问题是什么？ 答：（1）焊接接头容易出现白口（渗碳组织）及淬硬组织（2）焊接接头易出现裂纹。（3）低碳钢和镍基铸铁焊接时易出现热裂纹。 7. 灰铸铁异质焊缝的电弧冷焊的工艺要点 答：焊前准备工作要做好，焊接电流要适当的小，采用焊道断续分散焊接。焊接是时候要用小锤敲击减少应力。

焊接冶金学题

一.名词解释 1.焊接：被焊工件的材质(同质或异质)，通过加热或加压或二者并用，并且 用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性的连接的工艺过程。 2.熔合比：在焊缝金属中局部融化的母材所占的比例称为熔合比。 3.交互结晶：熔合区附近加热到半融化状态基本金属的晶粒表面，非自发形核 就依附在这个表面上，并以柱状晶的形态向焊缝中心生长，形成所谓交互结晶。 4.焊缝扩散氢：由于氢原子和离子的半径很小，这一部分氢可以在焊缝金属的 晶格中自由扩散，故称扩散氢。 5.拘束度：单位长度焊缝，在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需的力。 6.熔敷系数：真正反映焊接生产率的指标。g/(A*H)在熔焊过程中，单位电流， 单位时间内，焊芯熔敷在焊件上的金属量。 7.熔敷比表面积：熔滴的表面积Ag与其质量pVg之比。 8.应力腐蚀：金属材料在腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下产生的一种延迟破 坏现象，称为应力腐蚀。 9.层状撕裂：大型厚壁结构，在焊接过程中会沿钢板的厚度方向出现较大的拉 伸应力，如果钢中有较多的杂质，那么沿钢板轧制方向出现一种台阶状的裂纹，称为层状撕裂。 10.再热裂纹：焊后再加热，为了消除应力退火或在高温工作时500-700摄氏度 产生的裂纹。 11.热影响区：熔焊时在集中热源的作用下，焊缝两侧发生组织和性能变化的区 域。 12.热循环曲线：焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达 到峰值后，又由高而低随时间的变化称为焊接热循环。 13.焊接线能量：热源功率q与焊接速度v之比。 14.热裂纹:是在焊接高温时晶沿界断裂产生的。冷裂纹：是焊后冷至较低温度 产生的。 二.简答 1.氢对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氢量的主要措施是什么？ a.氢脆，氢在室温附近使钢的塑性严重下降。 b.白点，碳钢和低合金钢焊缝， 如含氢量高常常在拉伸或弯曲断面上出现银白色局部脆断点。c.形成气孔，熔池吸收大量的氢，凝固时由于溶解度突然下降，使氢处于饱和状态，会产生氢气且不溶于液态金属，形成气泡产生气孔。d.氢促使产生冷裂纹。措施： a.限制焊接材料中的氢含量，制造低氢和超低氢型焊接材料和焊剂时，应尽 量选用不含或含氢量少的材料。b.清除焊件和焊丝表面上的铁锈，油污，吸附水等杂质。c.冶金处理：在药皮中加入氟化物，控制焊接材料的氧化还原势，在药皮或焊芯中加入微量的稀土和稀散元素，控制焊接工艺参数，焊后除氢处理。 2.氮对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？ a在碳钢焊缝中氮是有害的杂质，是促使焊缝产生气孔的主要原因。b氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度，降低塑性和韧性的元素。c氮是促使焊缝金属时效脆化的元素。措施：a焊接区保护的影响，液态金属脱氮比较困难，所以控制氮的主要措施是加强保护，防止空气和金属作用。b焊接参

焊接冶金与焊接性

一焊接温度场和焊接热循环 1焊接传热所涉接的主要是工件的温度分布及温度随时间的变化，即焊接温度场和焊接热循环。 2焊接温度场——将某瞬时温度在工件上各点的分布，称为焊接温度场。 3焊接温度场可以用等温线或等温面的分布来表征。（等温线或等温面就是某瞬时工件上温度相同的各点连接在一起所形成的线或面） 4焊接温度场的类型： 1）按温度变化情况：1）稳定温度场2）非稳定温度场3）准稳定温 度场 2）按焊接传热类型：1）三维温度场2）二维温度场3）一维温度 场 5焊接温度场的影响因素： 1）热源的特性2）焊接参数3）母材的热物理性质4）工件的形态 对温度场有显著影响的是热导率λ和热扩散率а 6焊接热循环——在焊接过程中，工件上某点的温度随时间由低到高，升至最大值后又由高到低的变化过程称为焊接热循环。 7对整个工件而言，焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程。 8焊接热循环参数：1）加热速度（Vи）2）峰值温度（Tm）3）高温停留时间（tи）3）冷却速度（vc）或冷却时间（t8/5,t8/3,t100） 9焊接热循环的特点：1）加热速度快2）峰值温度高3）高温停留时间短4）冷却速度快 5）局部加热 二焊条药皮的作用及焊条的工艺性能 1药皮的作用：1）机械保护作用2）冶金处理作用3）工艺性能改善作用 2焊条的工艺性能：1）焊条电弧的稳定性2）焊接位置的适应性3）焊缝成形4）焊接飞溅与熔敷效率5）脱渣性6）焊接烟尘7）焊条药皮的发红 三试比较E4303与E5105焊条的工艺性能和冶金性能 1工艺性能 焊条类型药 皮 类 型 熔 渣 性 质 电 弧 稳 定 性 焊接位置的适应性焊缝成形 焊接飞溅 和熔敷效 率 脱 渣 性 焊接 烟尘 E4313 碳 钙 型酸 性 短 渣 稳 定 平 焊 易 上 焊 易 下 焊 易 仰 焊 稍 易 外 观 美 观 脚 形 状 平 熔 深 中 咬 边 少 飞 溅 少 效 率 中 好少 E5015 低 氢 钠 型碱 性 短 渣 较 差 平 焊 易 上 焊 易 下 焊 易 仰 焊 稍 难 外 观 稍 粗 平 或 凹 熔 深 中 咬 边 少 飞 溅 较 多 效 率 中 较 差 多 2冶金性能 1）对氧的控制E4303熔渣中的SiO2和焊接气氛中的含氧气体将铁氧化成FeO 而使焊缝增氧，采用锰铁脱氧。 E5015焊接气氛中的CO2和其他含氧气体将铁氧化成FeO而使

焊接冶金学基本原理要点归纳总计

绪论 1)焊接：焊接是指被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程。 2)焊接、钎焊和粘焊本质上的区别: 焊接：母材与焊接材料均熔化，且二者之间形成共同的晶粒； 钎焊：只有钎料熔化，而母材不熔化，在连接处一般不易形成共同晶粒，只有在母材和钎料之间形成有相互原子渗透的 机械结合； 粘焊：既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散，只是靠粘接剂与母材的粘接作用。 3)熔化焊热源：电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热。 压力焊和钎焊热源：电阻热、摩擦热、高频感应热。 4)焊接加热区可分为活性斑点区和加热斑点区 5）焊接温度场：焊接时焊件上的某瞬时的温度分布称为焊接温度场。 6）稳定温度场：当焊件上温度场各点温度不随时间变化时，称之 7）准稳定温度场：恒定功率的热源作用在焊件上做匀速直线运动时，经过一段时间后，焊件传热达到饱和状态，温度场会达到暂时稳定状态，并可随着热源以同样速度移动。 8）焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程。 第一章 1）平均熔化速度：单位时间内熔化焊芯质量或长度。 平均熔敷速度：单位时间内熔敷在焊件上的金属质量称为平均熔敷速度。 损失系数：在焊接过程中，由于飞溅、氧化、蒸发损失的一部分焊条金属(或焊丝)质量与熔化的焊芯质量之比称焊条损失系数。 熔合比：焊缝金属中，局部熔化的母材所占的比例。 熔滴的比表面积:表面积与质量之比2）熔滴过渡的形式：短路过渡、颗粒状过渡和附壁过渡。 3）熔池：焊接热源作用在焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分就是熔池。 4）焊接过程中对金属的保护的必要性： （1）防止熔化金属与空气发生激烈的相 互作用，降低焊缝金属中氧和氮的含量。 （2）防止有益合金元素的烧损和蒸发而 减少，使焊缝得到合适的化学成分。（3） 防止电弧不稳定，避免焊缝中产生气孔。 5）手工电弧焊时的反应区：药皮反应区、 熔滴反应区和熔池反应区。 6）药皮反应区主要物化反应有： 1 水分蒸发： 2 有机物燃烧和分解： 3 铁合金氧化： 7）熔滴反应区的特点： 1 熔滴温度高，熔滴金属过热度大； 2 熔滴与气体和熔渣的接触面积大； 3 各相之间的反应时间短； 4 熔滴与熔渣发生强烈的混合。 8）焊接区气体来源： 1焊接材料：焊接区内的气体主要来源 于焊接材料。焊条药皮、焊剂及焊丝药芯 中都含有造气剂。 2热源周围的气体介质：热源周围的空 气是难以避免的气体来源，而焊接材料中 的造气剂所产生的气体，不能完全排除焊 接区内的空气。 3焊丝和母材表面上的杂质：焊丝表面 和母材表面的杂质，如铁锈、油污、氧化 铁皮以及吸附水等，在焊接过程中受热而 析出气体进入气相中。 气体的产生： 1 有机物的分解和燃烧 2 碳酸盐和高价氧化物的分解 3 材料的蒸发 9）氮对金属的作用： 焊接时电弧气氛中氮的主要来源是 周围的空气。 焊接时空气中的氮总是或多或少地 会侵入焊接区，与熔化金属发生作用。 氮对焊接质量的影响： 1 促使焊缝产生气孔：液态金属在高温时 可以溶解大量的氮，凝固结晶时氮的溶解 度突然下降，过饱和氮以气泡形式从熔池 中逸出，若焊缝金属的结晶速度大于氮的 逸出速度时，就形成气孔。 2 氮是提高低碳、低合金钢焊缝强度，降 低塑性和韧性的元素。如果熔池中含有比 较多的氮，一部分氮将以过饱和的形式存 在于固溶体中；另一部分氮则以针状氮化 物Fe4N的形式析出，分布于晶界或晶内， 因而使焊缝金属的强度、硬度升高，而塑 性、韧性，特别是低温韧度急剧下降。 3 氮是促使焊缝金属时效脆化的元素：焊 缝金属中过饱和的氮处于不稳定状态，随 着时间的延长，过饱和的氮逐渐析出，形 成稳定的碳氮化物Fe4N，因而使焊缝金属 的强度增加、塑性、韧性降低。 4 氮可以作为合金元素加入钢中。在焊缝 金属中加入能形成稳定氮化物元素，如 RE、A1、Ti、Zr等，可以抑制或消除时效 现象。 控制焊缝合氮量的措施 1 加强焊接区的保护 （1）焊条药皮的保护作用，取决于药皮 的成分和数量。 （2）药芯焊丝的保护效果，取决于保护 成分含量和形状系数。 2 焊接工艺参数的影响 （1）U↑（电弧长度↑），氮可以与熔滴 作用时间τ↑，S N ↑，应尽量采用短弧 焊。 （2）I↑，熔滴过渡频率f↑,熔滴阶段作 用时间τ↓, S N↓ 。 直流正极性焊接时焊缝含氮量比反 极性(焊条接正极，工件接负极)时高。 （3）焊接速度对焊缝的含氮量影响不大。 （4）增加焊丝直径，熔滴变粗，焊缝含 氮量下降。 （5）多层焊时焊缝含氮量比单层焊时高， 这与氮的逐层积累有关 3 利用合金元素控制焊缝合氮量： (1)增加焊丝或药皮中的含碳量可降 低焊缝的含氮量，其原因是： a)碳能够降低氮在铁中的溶解度。 b)碳氧化生成CO、CO2加强保护作用， 降低了氮分压。 c)碳的氧化引起熔池沸腾，有利于氮 的逸出。 (2)Ti、A1、Zr和稀土元素对氮有较大 的亲合力，能形成稳定的氮化物。并且这 些氮化物不溶于铁水，而进入熔渣中。这 些元素对氧的亲力也很大，因此，可减少 气相中NO的含量，这在一定程度上减少 了焊缝的含氮量。 10）焊缝金属中的氢 扩散氢：氢原子及离子半径很小，可 以在焊缝金属晶格中自由扩散，故被称为 扩散氢。 残余氢：氢扩散到金属的晶格缺陷、

焊接冶金原理-北京科技大学(word)

第一章： 冶金连接：借助物理冶金或化学冶金的方法，通过材料间的熔合、物质迁移和塑形变形等而形成的材料在原子间距水平上的连接。焊接与连接技术按连接机理分为：熔化焊（通过母材和填充材料的熔化、融和实现材料冶金的一类方法）、固相焊（在一定的热、力耦合作用下，材料在固态下借助界面物质迁移或塑形变形实现冶金连接的一类方法）、钎焊（利用低熔点液态金属或合金对母材的润湿和毛细添缝而实现材料冶金连接的一类方法）。 焊接化学冶金：熔化焊过程中焊接高温区内物质之间的相互作用。 熔化焊的物理冶金：包括焊接过程中从焊接区到母材热影响区内的所有物理变化过程。 焊接过程中，低含量成分元素往往受控于焊接的化学冶金过程；在熔化焊中，在焊缝成分确定的条件下，焊接接头的组织结构及完整性和性能表象上取决于焊接方法及焊接工艺，实质上受控于焊接的物理冶金过程。 焊接冶金原理的研究内容：焊接冶金原理研究探讨金属材料在熔化焊条件下的冶金普遍原理——行为、规律和机理，是制定合理的焊接规范、优化焊接工艺、提高焊接接头性能、研究探索先进的焊接技术的理论基础。 第二章 熔化焊：焊接过程中采用合适的热源讲需要连接的补位加热至熔化状态并且混合，在随后的冷却过程中熔化部位凝固，使彼此相互分离的工件形成牢固连接的一种焊接方法。 焊接是一种非常复杂的热过程，具有集中性，运动性，瞬时性和复合性四个方面。 当一系列热源共同作用时，热传播过程中的温度就可以看作为每一热源单独作用时温度总和，被称为叠加原理。 焊接温度场主要可以通过解析法，有限差分法和有限单元法三种方法计算。 焊接工件内各个点上的温度的集合称为焊接温度场。温度场通常是空间坐标（x,y,z）和时间变量的函数，即T=(x,y,z,t)。不随时间而变的温度场称为稳态温度场，然而，熔化焊热过程重要的特征是在焊件形成时变或准稳定的焊接温度场。 对焊接热源的要求是：热源高度集中，快速实现焊接过程，保证得到高质量焊缝和最小的热影响区。 焊接热源分为：集中热源：就是把焊接电弧的热能看作集中作用在某一点（点热源）、某条线（线热源）、某个面（面热源）。 平面分布热源：热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的加热面积进行的。 体积分布热源：焊接热源的热流密度不仅作用在焊件表面上，也作用在焊件厚度方向上。 点热源，将热源堪称几种在加热斑点中心的一点。线热源，讲加热看作为十佳在垂直于板面的一条线上。面热源，将加热看作为施加