熔焊原理期末考试复习题

复习一：焊接区温度的变化

一、填空

1、0.1热加工工艺方法主要包括铸造、（锻造）、焊接、（热处理）等加工方法。 2、0.1在世界工业发达的国家中，钢材总产量的（50）％以上要经过焊接加工之后投入使用。我国焊接结构用钢量已接近钢材总产量的（40）％。

3、0.1在机械制造中连接的方法很多，除焊接外，还有螺栓连接、键连接、铆接与粘接等。

4、0.1从本质上讲，焊接接头是指被焊接的材料经焊接之后发生（组织）和（性能）变化的区域。

5、0.1焊接接头由焊缝、（熔合区）和（热影响区）等三部分组成， 6、0.1（焊缝）是焊接接头最重要的组成部分。

7、0.1熔合区是介于（焊缝）与（热影响区）之间的相当窄小的过渡区。 8、2.1在焊缝形成过程中，主要涉及氧化、还原、渗氢、除氢、（脱硫）、脱磷以及（合金化）等冶金反应。

9、1.1焊接热源的种类包括化学热、（电弧）热、高能束流、（电阻）热等，以（电弧）、（等离子弧）应用最广。

10、1.1通常从以下三个方面对焊接热源进行对比：最小（加热面积）、最大（功率密度）、在正常焊接参数下能达到的温度。

11、1.1根据物理过程的不同，热量的传递有传导、（对流）、（辐射）三种基本方式。

12、1.1对于电弧焊来讲，热源大部分热量传递到焊件主要通过（对流）与（辐射）。

13、1.1焊条电弧焊时，加热与熔化焊条(或焊丝)的热能来自三方面：电弧热、（电阻）热和（化学）热。

14、*对手工电弧焊焊接低碳钢而言，熔滴的平均温度为（2 100—2 700） K。 15、1.3对一般的自动焊来说，熔合比θ在（60）％～（70）％之间。

二、选择

1、1.1（气焊）的优点是设备简单、便宜，一般适用于焊接小薄件等不重要的构件，也适用于修补。

a、焊条电弧焊 b、气焊 c、埋弧焊 d、TIG焊

2、1.1（气焊）能量密度低，易造成过大的热影响区和严重的变形，焊速也低，而且由于保护性不好，不适于焊接活性材料。 a、焊条电弧焊 b、气焊 c、埋弧焊 d、TIG焊 3、1.1（焊条电弧焊）焊缝质量在很大程度上依赖于焊工的操作技能及现场发挥，甚至于焊工的精神状态。

a、焊条电弧焊 b、气焊 c、埋弧焊 d、TIG焊

4、1.1在（埋弧焊）中，由于焊剂或熔渣的保护作用，消除了飞溅，焊缝洁净，熔敷效率高，大厚度材料的焊接效率远大于气体保护焊。但这种方法一般仅限于平焊，其高的热输入也会增大焊接变形。

a、焊条电弧焊 b、气焊 c、埋弧焊 d、TIG焊

5、1.1（TIG焊）因其热输入低而适合于薄板的焊接，而且可实现不填丝的自熔

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焊接以及单面焊双面成形。

a、焊条电弧焊 b、气焊 c、埋弧焊 d、TIG焊

三、判断

1、1.1无论是熔焊或压焊，实际上，对于金属来讲，都是使两个被焊材料之间(母材与焊缝)形成共同的晶粒。

2、1.1*钎焊时虽然也能形成不可拆卸的接头，但由于只是钎料熔化，而母材不熔化，故在连接处一般不易形成共同的晶粒。

3、*粘接，是靠黏结剂与母材之间的黏合作用，一般来讲没有原子的相互渗透或扩散。

4、*扩散速度在气体中最大，液体中其次，固体中最小，而且浓度差越大、温度越高、参与的粒子质量越小，扩散速度也越大．

5、1.3无论是否采用填加材料，焊缝的组织和性能都不同于母材。 6、*只有超过了使母材组织和性能发生变化的温度，并且未发生熔化的母材部分才是热影响区。

7、5.4熔合区的化学成分、微观组织和力学性能极不均匀，是焊接接头容易出现问题的部位。

8、1.3相变过程既可发生在热影响区，也可出现在焊缝。

9、1.1先进的焊接技术要求热源能够进行高速焊接，并能获得致密的焊缝和最小的加热范围。

10、1.1与钨极气体保护焊相比，等离子弧焊的显著特点是电弧挺直，对弧长变化不敏感，降低了对焊工操作技术的要求。

11、*电渣焊具有非常高的熔敷率，无论工件多厚，均单道焊完，而且没有角变形。

12、1.1焊件实际吸收到的热量要少于焊接热源所提供的热量。

13、1.1埋弧焊的热效率高于焊条电弧焊，这是由于埋弧焊过程中飞溅与散失到周围介质中的热量均小于焊条电弧焊所致。

14、1.2在焊接热源前面的等温线密集，焊接热源后面的等温线稀疏。

15、*1.3电阻较大的不锈钢芯焊条应比碳钢焊条短，相同直径的焊条选用的电流也要低些；

16、1.3调整药皮成分，使焊条金属由短路过渡变为喷射过渡，可以提高焊条的熔化速度而降低焊接终了时的药皮温度。

四、名词解释

1、1.1焊接：焊接是指通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使被焊材料达到原子间的结合，从而形成永久性连接的工艺。

2、1.1熔焊：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法叫做熔焊； 3、*压焊：焊接过程中，必须对焊件施加压力(加热或不加热)，已完成焊接的方法叫做压焊。

4、*扩散：物质分子或原子等粒子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。

5、1.2焊接温度场：焊接过程中某一瞬间焊接接头上各点的温度分布状态称为焊接温度场。

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6、1.2等温线：所谓等温线，就是把焊件上瞬时温度相同的各点连接在一起，所成为的一条线。

7、1.2温度梯度：温度变化率的大小与温度差成正比，而与等温线之间的距离成反比，二者的比值叫做温度梯度。

8、1.2焊接参数：焊接参数是焊接时为了保证焊接质量而选定的各项参数的总称，包括焊接电源、电弧电压、焊接速度、线能量等。

9、1.3熔敷系数：通常把单位电流、单位时间内焊芯(或焊丝)熔敷在焊件上的金属量称为熔敷系数。

10、1.3飞溅率：由于飞溅、氧化和蒸发损失的那一部分金属质量与熔化的焊芯(或焊丝)质量之比，称为损失系数(飞溅率) 11、1.3熔滴：在电弧热的作用下，焊条端部熔化形成的滴状液态金属称为熔滴。 12、1.3熔池：母材上由熔化的焊条金属和局部熔化的母材组成具有一定几何形状的液体金属部分叫做熔池。

13、1.3熔合比：熔化焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比叫做熔合比。

五、简答

1、1.3焊芯和药皮升温过高会引起哪些不良后果？ 答：(1)熔化激烈产生飞溅；

(2)药皮开裂与过早脱落，导致电弧燃烧不稳； (3)焊缝成形变坏，甚至引起气孔等缺陷；

(4)药皮过早进行冶金反应，丧失冶金反应和保护能力； (5)焊条发红变软，操作困难。

2、1.3使熔池中液体金属发生运动的主要原因如下： 答：(1)液态金属的密度差所产生的自由对流运动 (2)表面张力所引起的强迫对流运动

(3)焊接热源的各种机械力所产生的搅拌运动

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复习二： 焊接化学冶金

一、填空

1、2.1从保护介质来看，保护可分为气体保护、（熔渣）保护、（气一渣联合）保护、真空保护以及自保护等。 2、2.1熔渣保护是利用（焊剂）、（药皮）中的造渣剂熔化以后形成的熔渣起保护作用的。

3、2.1焊条电弧焊时，焊接冶金反应有（药皮）反应区、（熔滴）反应区和（熔池）反应区三个反应区。

4、2.1在药皮反应区内的主要物理化学作用有水分（蒸发）、某些物质的（分解）和铁合金的（氧化）。

5、2.1影响焊缝金属成分的主要因素除焊接（材料）外，就是焊接（参数）。 6、2.1调整焊接（材料）是控制焊缝成分的主要手段，调节焊接（参数）只是辅助手段。

7、2.2对焊接质量影响最大的是N2、H2、02、CO2、H20，焊接区金属与气体的作用可归结为与（氢）、氮、（氧）的作用。 8、2.2焊接区内的气体主要来源于焊接（材料）。而焊接区周围的（空气）是气相中氮的主要来源。

9、2.2氮使焊缝金属的强度、硬度（升高），而塑性和韧性，特别是低温韧性（急剧下降） 。

10、2.2一般而言，经过时效，金属的强度有所（增加），而塑性、韧性有所（下降）。

11、2.2焊缝金属的残余氢含量是指在（真空）室内将试样加热到（650）℃测定的含氢量。

12、2.2熔焊时，氢的有害作用大体可分为两种类型：一种是暂态现象，包括脆性、白点、（硬度升高）等；另一种是永久现象，包括由氢形成的气孔、（裂纹）等。

13、2.2焊缝金属对产生白点的敏感性与焊缝金属的含氢量、（组织）、（变形速度）等因素有关。

14、2.3关于液态熔渣的结构，目前有两种理论：（分子）理论和（离子）理论。 15、2.3影响熔渣黏度的因素有熔渣的（成分）和所处的（温度），而最本质的因素则是熔渣的内部结构。

16、2.3一般地，造渣温度要比熔渣熔点高（100—200）℃。一般要求焊接熔渣的熔点比焊缝金属的熔点低（200～450）℃。

17、2.3*活性熔渣对焊缝金属的氧化可分为两种基本形式：（扩散）氧化和（置换）氧化。

18、2.5高锰高硅焊剂与低碳钢焊丝匹配广泛用于焊接（低碳）钢和（低合金）钢。

19、2.4对焊缝金属脱氧的主要措施是在（焊丝）、焊剂或（药皮）中加入合适的元素或铁合金，使之在焊接过程中夺取氧。

20、2.4由于焊缝金属脱氧反应是分区连续进行的，因而可将脱氧分为（先期）脱氧、（沉淀）脱氧和扩散脱氧三种类型

21、2.4一般在低碳钢焊缝中，控制硫的含量小于（0.035）％；合金钢焊缝硫

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的含量更低，应小于（0.025）％。

22、2.4磷也是焊接材料和焊缝金属中的杂质，它对焊缝有两大危害，即增大焊缝金属的（结晶裂纹）倾向和（冷脆）性。

23、2.4有必要限制焊缝的含磷量，在低碳钢和低合金钢焊缝中一般限制在磷的含量小于（O.045）％，高合金钢焊缝要求磷的含量小于（0.035）％。

24、2.4硫对焊缝的危害主要表现在使焊缝产生（硫化物）夹杂，增大焊缝金属产生（结晶）裂纹倾向，降低焊缝冲击韧度和耐蚀性能。

25、2.5调整（焊接材料）成分是控制焊缝金属成分的最主要手段，而改变（熔合比）可进一步控制焊缝的成分。

二、选择

1、2.1下列焊接方法中，（ ）是采用熔渣保护的保护方式对焊接区进行保护的。

a、焊条电弧焊 b、埋弧焊 c、二氧化碳焊 d、电子束焊 2、2.1下列焊接方法中，（ ）是采用气体保护的保护方式对焊接区进行保护的。

a、焊条电弧焊 b、埋弧焊 c、二氧化碳焊 d、电子束焊 3、2.1下列焊接方法中，（ ）是采用渣——气联合保护的保护方式对焊接区进行保护的。

a、焊条电弧焊 b、埋弧焊 c、二氧化碳焊 d、电子束焊 4、2.1下列焊接方法中，（ ）是采用真空保护的保护方式对焊接区进行保护的。

a、焊条电弧焊 b、埋弧焊 c、二氧化碳焊 d、电子束焊

三、判断

1、2.1实心自保护焊丝的保护效果欠佳，焊缝金属的塑性和韧性偏低，所以目前生产上很少应用。

2、2.1焊接化学冶金过程是分区域(或阶段)连续进行的。

3、2.1药皮反应阶段是整个焊接冶金过程的准备阶段，其反应的产物就是熔滴和熔池反应区的反应物。

4、2.1焊接冶金过程中，熔滴反应区的反应对焊缝成分影响最大。

5、2.5通常地，熔合比将随着焊接电流的增加而增大，随电弧电压、焊接速度的增加而减小。

6、1.3通过改变熔合比的大小，可以改变焊缝金属的化学成分。 7、2.5在堆焊时，人们总是调整焊接规范使熔合比尽可能的小一点。

8、2.1熔滴阶段反应进行的完全程度将随电流的增加而减小，随电弧电压的增加而增大。

9、2.1焊条电弧焊时，焊接参数的变化对焊缝成分变化影响不大。 10、2.2在焊缝金属中加入能形成稳定氮化物的元素，可以抑制或消除时效现象。 11、2.2增加焊丝或药皮中的含碳量可降低焊缝中的含氮量 12、2.2所有熔焊焊接方法都有利于使焊缝金属含氢量增加。

13、2.2CO2焊的焊缝含氢量最少，尤其是扩散氢含量极少，是一种超低氢的焊接方法；

14、2.2熔焊时，氢的有害作用中的暂态现象经过时效或热处理之后便可消除。

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15、2.2氢脆性往往是钢提前发生脆断的主要原因。 16、2.2如果焊缝金属产生白点，其塑性将大大下降。

17、2.2如果焊件预先进行消氢处理，就不会出现白点现象。 18、2.2对奥氏体钢焊缝没有必要进行焊后脱氢处理。

19、2.3含Si02多的酸性渣为长渣，这熔渣不适于立焊或仰焊，一般只适用于平焊。

20、2.3低氢型焊条和氧化钛型焊条的熔渣属于短渣，适用于全位置焊接。 21、2.3熔渣与焊缝金属的线膨胀系数之差越大，脱渣性越好。

22、2.4酸性焊条或药芯焊丝常用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条不单独用锰铁作脱氧剂。

23、2.4扩散脱氧是在金属与熔渣的相界面上进行的，因而不会造成夹杂问题。

四、名词解释

1、2.5熔合比：熔焊时，在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。 2、2.2时效：是指金属和合金(如低合金钢)从高温快冷或经过一定程度冷加工变形后，其性能随时间改变的现象。

3、2.2氢脆：金属中因吸收氢而导致塑性严重降低的现象叫做氢脆性(或叫氢脆)。

4、2.2白点：对碳钢或低合金钢焊缝，如含氢量较多，则常常在其拉伸试件的断面上出现光亮圆形的局部脆性断裂点，称之为白点。

5、2.2后热：焊后把焊件加热到一定温度，促使氢扩散外逸，从而减少焊缝中含氢量的工艺叫焊后脱氢处理。又叫后热。

6、2.3熔渣：焊条药皮或焊剂熔化后，在熔池中参与化学反应而形成的，覆盖于熔池表面的熔融状金属氧化物、非金属氧化物及复合物。

7、2.3长渣：随温度降低而黏度增加缓慢的熔渣，即凝固时间长的熔渣，称为长渣。

8、2.3短渣：随温度降低而黏度迅速增加的熔渣，即凝固时间短的熔渣，称为短渣。

9、2.3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，FeO由熔渣向焊缝金属扩散而使焊缝增氧的过程叫做扩散氧化。

10、2.2置换氧化：被焊金属与其他金属或非金属的氧化物发生置换反应而导致的氧化。

11、2.2沉淀脱氧：通过焊丝或药皮加入某种元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保护焊缝金属及其合金元素不被氧化的过程。

12、2.3扩散脱氧：被焊金属的氧化物通过扩散从液态金属进入熔渣，从而降低焊缝含氧量的一种脱氧方式。

13、2.5（合金）过渡系数：是指某合金化元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊接材料中的原始质量分数之比。

五、简答

1、2.1焊接冶金过程中，熔滴反应区有何特点： 答：熔滴反应区有以下特点：(1)温度最高（焊接区内）； (2)熔滴的比表面积大；(3)各相之间作用时间短； (4)液体金属与熔渣发生强烈的混合

2、2.1焊接冶金过程中，在熔滴反应区进行的主要化学反应有哪些？

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答：(1)气体的高度分解；(2)氢气和氮气的溶解；

(3)熔融金属的氧化反应；(4)金属的蒸发；(5)熔滴合金化 3、2.2氮对焊接质量有哪些影响？ 答：（1）导致形成气孔； （2）降低焊缝金属的力学性能； （3）引起时效脆化。 4、2.2如何选择合理的焊接参数来控制焊缝含氮量？ 答：1）应尽量采用短弧焊；2）应选用适当的焊接电流；

3）应尽量采用反极性接法；4）在同样条件下，适当增加焊丝直径； 5）应尽量避免采用多层焊。

5、焊缝金属的含氢量对焊接质量有何影响？ 答：焊缝金属的含氢量超标，可能引起：（1）氢脆；（2）白点；（3）气孔；（4）冷裂纹

6、2.2控制焊缝含氢量的措施有哪些？ 答：（1）限制焊接材料中氢的来源；（2）清除焊件和焊丝表面上杂质； （3）冶金处理；（4）控制焊接参数；（5）焊后脱氢处理。 7、2.2焊缝中含氧对焊接质量会有哪些影响？ 答：（1）机械性能下降；（2）物理和化学性能变差； （3）导致产生气孔；（4）工艺性能变差。 8、2.2控制焊缝含氧量的措施有哪些？ 答：（1）纯化焊接材料；（2）控制焊接工艺参数；（3）脱氧冶金处理。 9、2.3熔渣在焊接过程中可以起到哪些作用？

答：(1)机械保护作用：防止高温焊缝金属受空气侵害； (2)改善焊接工艺性能的作用；(3)冶金处理作用。 10、2.5为什么要进行焊缝金属的合金化？ 答：（1）补偿焊接中因氧化和蒸发所引起的合金元素的损失；（2）消除某些焊接工艺缺陷，改善焊缝金属组织及力学性能；（3）获得具有特殊性能的堆焊层。 11、2.5焊缝金属合金化的方式有哪些？ 答：（1）采用合金焊丝或带状电极；（2）应用药芯焊丝或药芯焊条；3．采用普通焊丝配以含有合金元素的焊条药皮或焊剂；（4）采用合金粉末

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复习三：焊接材料

一、填空

1、 3.1焊接材料是指焊接时所消耗材料的总称，包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体等。

2、 3.1焊条是指涂有药皮的供焊条电弧焊用的熔化电极，它由药皮和焊芯组成。

3、 3.1焊条按照熔渣碱度的不同可分为酸性焊条和碱性焊条两大类。

4、 3.1焊条型号是在国家标准和国际权威组织的规定下，根据焊条特性指标而明确规定的代号，而牌号是由生产厂家制定的。

5、 3.1常用的低碳钢焊芯有H08A和H08E两种牌号。

6、 3.1低碳钢焊芯的含碳量，应在保证焊缝与母材等强度的条件下越低越好，因此国标规定Wc不大于0.10%。

7、 3.1焊芯中含碳量增加，会使焊缝的气孔和裂纹倾向加大，同时会增加飞溅，破坏焊接过程的稳定性。

8、 3.1反映水玻璃性质的指标有模数、浓度和粘度等。

9、 3.1药皮的组成物按照原材料的来源大致可分为四类，即矿物类、铁合金和合金粉末、有机物和化工产品类。

10、3.1典型的钛钙型焊条的型号为E4303，牌号为J422，此焊条的焊接工艺性能好，属于酸性焊条。

11、3.1焊条设计与制造应满足焊条的技术条件，遵守相应的国家标准和行业标准，设计中还应考虑制造工艺的可行性和生产成本。

12、3.1焊条的质量检验，包括跌落检验、外观检验和焊接检验。

13、3.1在用（低氢）型焊条焊接时，焊前应严格清理焊接区，按规定烘焙焊条，并用短弧施焊。

二、判断

1、 3.3焊丝在焊接过程中的所起的主要作用是导电。 （×）

2、 3.1一般认为，焊芯中的硅含量越小越好。 （√）

3、 3.1一般认为，模数M≥3的水玻璃为碱性。 （×）

4、 3.1焊条药皮的组成物中，金红石的主要作用是造气。 （×）

5、 3.1熔渣的表面张力越小，对焊道覆盖越好。 （√）

6、 3.1由于低氢型焊条熔渣属于酸性熔渣，故有利于向焊缝中过渡锰元素。 （×）

7、 3.1低氢钠型焊条的抗热裂、抗冷裂的能力较强。 （×）

8、 3.2焊剂按照烘焙温度的不同可分为熔炼焊剂和非熔炼焊剂两大类。 （×）

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9、 3.2焊剂牌号中的代号“HJ”表示该焊剂属于熔炼焊剂。 （√）

10、3.3焊接材料的发展主要朝着高质量、高效率、低尘、无毒的方向进行。 （√）

三、问答

1、3.1焊条药皮的原材料可以起到哪些方面的作用？

1）稳弧 2）造气 3）造渣 4）脱氧 5）合金化 6）稀释 7）粘结 8）成形

2、3.1根据焊条药皮原材料中主要成分的不同，可将药皮类型分为哪些类型？ 1）钛铁矿型 2）钛钙型 3）高纤维钠型 4）高纤维家钾型

5）高钛钠型 6）高钛钾型 7）低氢钠型 8）低氢钾型 9）氧化铁型

3、3.1焊条的工艺性能包括哪些方面？

1）焊接电弧的稳定性 2）焊缝成形性 3）各种位置焊接的适应性 4）脱渣性 5）飞溅程度 6）焊条的熔化速度 7）药皮的发红程度 8）发尘量

4、3.1简述焊条制造的工艺流程。

1）焊芯加工 2）药皮原材料制粉 3）铁合金的钝化 4）涂料的制备 5）焊条药皮的涂敷 6）焊条的烘干 7）焊条的质量检验

5、3.3焊丝按照焊接方法来分可分为哪些种？

1）气焊用焊丝 2）埋弧焊焊丝 3）电渣焊焊丝 4）气体保护焊焊丝

6、3.3药芯焊丝有何优点？

1）在一定的焊接参数下，可进行全位置焊接； 2）对焊接电源无特殊要求；

3）对所焊接的母材钢材适应性强； 4）熔敷速度高；

5）电弧稳定，飞溅小，易清理，烟尘低，成形好

7、3.2熔焊对焊剂有何要求？

1）良好的冶金性能 2）良好的工艺性能 3）焊剂的颗粒度应符合要求 4）焊剂含水量wH2O=0.10% 5）机械夹杂物含量不高于0.30% 6）含硫量不高于0.60%，含磷量不高于0.80%.

8、3.1酸性焊条和碱性焊条各有何特点？

酸性焊条，电弧燃烧稳定，可交直流两用，熔渣流动性好，飞溅小，焊缝成形美观，脱渣容易。

碱性焊条，焊缝力学性能和抗裂性能都高于酸性焊条，但电弧稳定性较差，对铁锈、油污等比较敏感，焊接烟尘较大，表面成形粗糙。

9、3.3解释下列符号的含义： 1） H08E

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2） H08Mn2SiA

答：1）H08E含义：H表示焊接用钢丝，08表示钢丝平均含碳量为万分之8，E表示特级优质。2）H08Mn2SiA含义：含碳量为0.08%，含Mn量为2%，含Si量为小于1%的优质焊丝。

10、3.2解释下列符号的含义： 1）SJ501 2）HJ431X

答：1）SJ501含义：

2）HJ431X 含义：表示埋弧焊及电渣焊使用，其成分为高锰、高硅、低氟，牌号编号为“1”的细颗粒熔炼焊剂。

11、3.1解释下列符号的含义： 1）J422 2）E5015

答：1）J422含义：“J”表示结构钢用（碳钢）焊条，“42”表示焊缝金属抗拉强度不低于420Mpa，最后一位数字“2”表示药皮类型为钛钙型，可使用直流或交流电源。 2）E5015 含义：E表示焊条，“50”表示熔敷金属抗拉强度的最小值为50kgf/mm2； “1”表示焊条适于全位置焊接；“15”表示低氢钠型药皮，直流反接。

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复习四：熔池凝固和焊缝固态相变

一、填空

1、4.1对熔池结晶后所形成的焊缝进行宏观观察发现，主要存在两种晶粒，即（柱状）晶粒和（等轴）晶粒。

2、4.1焊接熔池的结晶形态主要取决于液相的（成分过冷度）。随它的增大，依次出现平面晶、胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和（等轴）晶等结晶形态。 3、4.1控制偏析的措施主要是（细化）焊缝晶粒和适当（降低）焊接速度。 4、4.2低碳钢焊缝金属的固态相变组织主要是（铁素体）加少量的（珠光体）。 5、4.2珠光体是（铁素体）和（渗碳体）的层状混合物，是低合金钢在接近平衡状态下(如热处理时的连续冷却过程)，在Ac1～550℃温区内发生扩散相变的产物。

6、4.2板条马氏体又称（低碳）马氏体或（位错）马氏体。板条马氏体不但具有较高的强度，而且具有良好的韧性，因而是综合性能最好的一种马氏体。 7、4.2片状马氏体又称（高碳）马氏体或（孪晶）马氏体。片状马氏体硬度很高，而且很脆，容易产生冷裂纹，在焊缝中应尽量避免它的形成。

8、4.2根据化学成分所建立的焊接CCT图，可以预测焊缝的（组织）及调节焊缝的（性能），并可确定焊缝最终组织的构成。

9、4.3改善焊缝金属凝固组织的有效方法之一就是向焊缝中添加某些合金元素，起（固溶强化）和（变质处理）的作用。

10、4.3跟踪回火使用气焊（中性）焰，将焰心对准焊道作“z”形运动，火焰横向摆动的宽度大于焊缝宽度（2—3） mm。

11、4.4按照产生气孔的气体种类不同，可分为氢气孔、（氮）气孔和（一氧化碳）气孔等。

12、4.4一般碱性焊条药皮中均含有一定量的（氟石），可以有效地降低（氢）气孔的倾向。

13、4.4对焊条的烘干应给以重视。一般碱性焊条的烘干温度为（350—450）℃，酸性焊条的烘干温度为（200）℃左右。

二、名词解释

1、4.1熔池：在高温热源的作用下，由熔化的局部母材和填加材料所组成的具有一定几何形状的液态区域。

2、4.1联生结晶：依附于母材半熔化晶粒开始长大的结晶方式叫做联生结晶或交互结晶。联生结晶是焊接的重要特征，钎焊和粘接都不是联生结晶。

3、4.1偏析：焊缝及熔合区中出现的合金元素分布不均匀的现象称为偏析，它是焊接热裂纹形成的重要原因之一。

4、4.1显微偏析：在晶粒尺度上发生的化学成分不均匀的现象称为显微偏析。 5、4.1层状偏析：由于结晶过程周期性变化而造成的化学成分分布不均匀现象，称为层状偏析。

6、4.3跟踪回火：就是在焊完每道焊缝后用气焊火焰在焊缝表面跟踪加热。 7、4.4气孔：焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。

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三、判断

1、4.1焊条摆动与电弧吹力所产生的强烈搅拌作用，进一步促进气体和杂质的浮出，因而焊缝的凝固组织要比一般铸锭致密性好。

2、4.1由于熔池体积小，冷却速度高，一般电弧焊条件下焊缝中看不到等轴晶粒。

3、4.1对于焊接奥氏体钢和铝合金时应特别注意不能采用大的焊接速度。 4、4.1当功率不变的情况下，增大焊接速度，晶粒成长平均线速度(即结晶速度)也增大。

5、4.1焊接接头中，产生层状偏析的原因是由于热的周期性作用而引起的。 6、4.2一般认为魏氏组织是由先共析铁素体、侧板条铁素体和珠光体混合而成的多相组织。

7、4.2在冷却速度特别大时，低碳钢焊缝中也可能出现马氏体组织。 8、4.2焊缝中的珠光体能增加焊缝的强度，但使其韧性降低。

9、4.2上贝氏体是各种贝氏体中韧性最差的一种，而下贝氏体则具有良好的强度和韧性。

10、4.4CO气孔多在焊缝内部，沿结晶方向分布，呈条虫状，内壁有氧化颜色。 11、4.4一般来讲，交流焊接时的气孔倾向大于直流焊，直流正接时的气孔倾向大于直流反接，降低电弧电压可以减小气孔倾向。

12、4.4为防止焊缝产生气孔，CO2焊时，必须充分脱氧，即使是焊接低碳钢，也必须采用合金钢焊丝。

13、4.4焊缝或母材中有夹杂物存在时，不仅降低了焊缝金属的韧性，增加低温脆性，同时也增加了热裂纹和层状撕裂的倾向。

四、简答

1、4.1焊接熔池的凝固，与一般钢锭的结晶相比有哪些特点？ 答：（1）熔池体积小、冷却速度大；（2）熔池过热、温度梯度大；（3）熔池在动态下结晶；（4）焊接熔池凝固以熔化母材为基础。 2、4.4防止焊缝中夹杂物的措施

答：防止焊缝中产生夹杂物的最重要方面就是正确选择焊条、焊剂，使之更好的脱氧、脱硫等。其次是注意工艺操作，具体如下： (1)选用合适的焊接工艺参数，以利于熔渣的浮出； (2)多层焊时，应注意清除前层焊缝的熔渣； (3)焊条要适当的摆动，以便熔渣浮出； (4)操作时注意保护熔池，防止空气侵入。

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复习五：HAZ的组织和性能

一、填空

1、5.1一般认为，焊接接头是由焊缝、（熔合区）和（热影响区）三个部分组成的。

2、5.1焊缝金属的组织和性能除受化学成分的影响之外，主要与（最高加热温度）和（冷却速度）有关。

3、5.1多层焊时，前一层焊道对后一层可起到（预热）作用，而后一层焊道对前一层则起到了（后热）作用，即相邻各层之间有依次热处理的作用。

4、5.1多层焊时，为防止最后一层焊缝金属因冷速过（大）而淬硬，可多加一层“（退火）焊道”，从而使焊接质量有所改善。

5、5.1多层焊焊接淬硬倾向较大钢时，应特别注意与其他工艺措施的配合，如预热、控制（层间温度），以及后热、（缓冷）等。

6、5.1多层焊工艺中，每道焊缝长度为（50～400）mm时，称为短段多层焊。 7、5.1短段多层焊对焊缝和热影响区组织都具有一定的改善作用，适于焊接晶粒易（长大）而又易于（淬硬）的钢种。 8、5.2 45钢在焊接条件下比在热处理条件下的CCT曲线稍向（右）移动，40Cr钢在焊接条件下的CCT曲线比热处理条件下CCT曲线向（左）移动。

9、5.2不易淬火钢的焊接热影响区主要由（过热）区、完全重结晶区、不完全重结晶区及（再结晶）区组成。

10、5.2焊接热影响区的大小受许多因素的影响，例如（焊接方法）、板厚、（线能量），以及不同的施工工艺等。

11、5.3不易淬火钢的焊接热影响区中，过热区的组织特征是晶粒粗大的（铁素体）和珠光体，甚至形成（魏氏）组织。

12、5.3焊接热影响区中的完全重结晶区又称（正火）区或（细晶）区，具有较高的力学性能，甚至优于母材本身。

13、5.3对于易淬火钢，当母材为（调质）状态时，热影响区由完全淬火区、不完全淬火区和（回火）区组成。

14、5.3对于易淬火钢，当母材为（退火）或（正火）状态时，热影响区只由完全淬火区和不完全淬火区组成。

15、5.3焊接热影响区中，完全淬火区的组织特征是粗细不同的（马氏体）与少量（贝氏体）的混合组织。

16、5.3易淬火钢焊接热影响区中，不完全淬火区的组织特征是（马氏体）、（铁素体）以及中间体构成的混合组织。 17、5.3焊接热影响区的硬度主要决定于被焊钢材的（化学成分）和（冷却条件），它是评价钢种淬硬倾向的重要指标。

18、5.3为降低焊接热影响区的软化程度，应采用能量密度（高）的焊接方法，同时尽量（降低）焊接热输入。

19、5.4碳钢和低合金钢接头的熔合区宽度为（0.13～0.50） cm，而奥氏体钢接头的熔合区宽度只有（0.06～0.12） cm。

二、名词解释

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1、5.1热影响区：焊接（或切割）过程中，焊缝（或切口）两侧未熔化的母材因受热的影响，而发生组织和性能变化的区域称为“热影响区”(英文缩写为HAZ)，或称“近缝区”。

2、5.1焊接热循环：在焊接热源作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化，叫做焊接热循环。热循环一般用温度一时间曲线表示。

3、 5.1层间温度：多层焊时在施焊后续焊道前，其相邻焊道应保持的最低温度。在实际生产中可通过保温或加热等措施调整层间温度。

4、5.3粗晶脆化：粗晶脆化是指焊接热影响区因晶粒粗大而发生韧性降低的现象。

5、5.3组织脆化：焊接热影响区中，反常的混合组织、粗大的魏氏体组织、上贝氏体等也会导致脆化。这种因出现脆硬组织而导致的脆化也叫组织脆化。 6、5.3时效脆化：焊接热影响区在AC1以下的一定温度范围内经一定时间的时效后，因出现碳、氮原子的聚集或析出碳、氮的化合物沉淀相而发生的脆化现象。 7、5.4熔合区：熔合区在焊接接头中的焊缝与母材交界处，是介于焊缝与热影响区之间的相当窄小的过渡区，实际上是具有一定宽度的半熔化区。

三、判断

1、5.1在研究焊接接头的组织变化时，是按最高加热温度对HAZ划分区域的。 2、5.1所谓长段多层焊，是指每道焊缝的长度在1 m以上的多层焊。

3、5.1应当指出，对于一些淬硬倾向较大的钢种，不适于长段多层焊接。 4、5.1短段多层焊对焊缝和热影响区组织都具有一定的改善作用，适于焊接晶粒易长大而又易于淬硬的钢种。

5、5.1同样板厚的V形坡口对接接头与角接头相比，后者的冷却速度要比前者大得多。

6、5.1在接头形式与焊接条件相同时，焊道越短，其冷却速度越大。 7、5.2焊接时加热过程组织转变的特点是：（一）组织转变向高温推移；（二）奥氏体均质化程度降低，部分晶粒严重长大。 8、5.2焊接时冷却过程组织转变的特点是：（一）组织转变向低温推移；（二）马氏体转变临界冷却速度发生变化。

9、5.3不完全重结晶区又称部分相变区或不完全正火区，该区的力学性能也不均匀，其冲击韧度低于完全重结晶区。

10、5.3如果焊前母材为未经过冷作变形的热轧态或退火态的钢板，那么在热影响区中就不会出现再结晶区。

11、5.3完全淬火区是易淬火钢焊接接头中性能较差、易于出现焊接缺陷的一个薄弱环节。

12、5.3从工艺角度出发，应采取能量集中的热源，并降低焊接热输入，必要时还可采取适当的预热措施，这样能减小热影响区的宽度以及晶粒的粗化程度。 13、5.4化学成分严重不均匀是熔合区最大的特征，从而引起熔合区组织和性能的不均匀，甚至导致焊接缺陷的产生。

14、5.4熔合区常常是热裂纹、冷裂纹及脆性相的发源地，从而成为焊接接头的最薄弱环节。

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五、简答

1、5.1焊接热循环的基本参数有哪几个？ 答：焊接热循环的基本参数有：（1）加热速度；（2）最高加热温度；（3）相变温度以上停留的时间；（4）冷却速度

2、5.1影响焊接热循环的因素有哪些？ 答：（1）焊接线能量与预热温度；（2）焊接方法； （3）焊件尺寸；（4）接头形式；（5）焊道长度 3、5.1调整焊接热循环可以从哪方面人手？ 答：（1）根据被焊金属的成分和性能选择适用的焊接方法；（2）合理选用焊接参数；

（3）采用预热、焊后保温或缓冷等措施降低冷却速度； （4）调整多层焊的层数或焊道长度，控制层间温度。 4、5.1 t8／5符号的含义时什么？ 答：对于低合金钢来讲，焊接热循环的基本参数——冷却速度用“特定的冷却时间”来表示，往往选定相变温度范围内的冷却时间，亦即从800℃冷却到500℃所经历的时间，一般用符号t8／5表示。

5、5.3目前改善热影响区性能主要从以下几个方面人手。 答：（1）采用高韧性母材；（2）焊后热处理；（3）合理制订焊接工艺 6、5.4熔合区的主要特征表现在哪些方面？

答：主要特征表现在几何尺寸小、成分不均匀、空位密度高、残余应力大以及晶界液化严重等方面。

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复习六：焊接裂纹

一、填空

1、6.2焊接热裂纹的存在部位以（焊缝）为主,也可能出现在（热影响区）。 2、6.2焊接热裂纹主要包括（结晶）裂纹、（高温液化）裂纹和多边化裂纹等三类。

3、6.3焊接冷裂纹的存在部位多在（热影响区），但也有发生在（焊缝）中的。 4、6.3焊接冷裂纹主要包括（延迟）裂纹、（淬火脆化）裂纹和低塑性脆化裂纹等三类。

5、6.2产生结晶裂纹原因中，（液态薄膜）根本原因，（拉伸应力）是必要条件。 6、6.3高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要是：钢种的淬硬倾向；焊接接头的含氢量及其分布，焊接接头的拘束应力。 7、6.3焊接接头的淬硬倾向主要决定于钢种的（化学成分），其次是（焊接工艺），结构板厚及冷却条件。

8、6.4应力腐蚀开裂易产生在（100～300）℃的温度条件下。 9、6.1焊接裂纹具有尖锐的（缺口）和大的（长宽比）的特征。

二、名词解释

1、6.1层状撕裂：由于轧制母材内部存在有分层的夹杂物和焊接时产生的垂直轧制方向的应力，使热影响区附近地方产生的呈“台阶”状的开裂现象。

2、6.4应力腐蚀裂纹：金属材料在某些特定介质和拉应力共同作用下所产生的延迟破裂现象，称应力腐蚀裂纹。

3、**拘束度：相当于为使焊接接头根部间隙弹性位移单位长度时，单位长度焊缝所受的力的大小，定义为拘束度。用符号R表示。

4、6.1再热裂纹：焊后再加热,消除应力退火,高温工作时500—600℃过程中产生裂纹称再热裂纹。

5、**蠕变：金属在长时间的恒定高温、恒定应力作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。

三、判断

1、6.2微观看，焊接热裂纹沿晶粒边界（包括亚晶界）分布，属于沿晶断裂性质。

2、6.3微观看，焊接冷裂纹主要属于晶间断裂，但也可穿晶（晶内）断裂，也可晶间和穿晶混合断裂。

3、6.3焊接冷裂纹可能焊后立即出现，也有的焊后几小时，几天或更长时间后才出现。

4、6.3延迟裂纹是冷裂纹中一种最普遍的形态，它不是焊后很快就出现，因此危害性更大。

5、6.4组装时所造成伤痕如随意打弧的灼痕等都会成应力腐蚀开裂裂纹源。

四、简答

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1、6.3高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要是什么？ 答：高强钢焊接时产生延迟裂纹的原因主要是：（1）钢种的淬硬倾向；（2）焊接接头的含氢量及其分布；（3）焊接接头的拘束应力。 2、6.3防止延迟裂纹的冶金措施有哪些？ 答：（1）选用低碳微量多合金化的母材；

（2）降低焊缝含氢量：选用低氢焊接材料，烘干焊条消理焊件焊丝，采用低氢焊接方法；

（3）加入某些合金元素，提高焊缝金属的塑性；

（4）采用奥氏体组织的焊条焊接某些淬硬倾向较大的低合金高强钢 3、6.3防止延迟裂纹的工艺措施有哪些？ 答：（1）选择合适的焊接线能量；（2）焊前预热；（3）焊后及时消氢处理。 4、6.4防止再热裂纹的工艺措施有哪些？ 答：（1）适当预热及后热； （2）适当增加线能量； （3）考虑应用相对低强度的焊缝；（4） 降低残余应力和避免应力集中 5、6.4如何从设计和工艺上采取措施防止层状撕裂？ 答：（1）改变接头形式、降低焊接应力；（2）应尽量避免单侧焊缝等； （3）T形接头、十字接头应尽量避免承载焊缝；（4）预热及后热；（5）加软焊道。

1、退火：

将钢件加热到适当温度保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺 ①完全退火（重结晶退火）：将亚析钢加热到AC3以上30～50℃保温后随炉缓冷。目的：细化组织，消除应力、降低硬度、切削改善，主要用于（铸锻件）焊接结构，得到接近平衡组织。

②不完全退火：将钢加热到AC1以上30～50℃保温后缓冷，其目的：降低硬度、改善切削、消除内应力，应用于低合金钢、中高碳钢的锻、轧件。

③消除应力退火：将工件加热到AC1以下100～200℃保温后缓冷，其目的：消除焊接、冷变形加工、铸、锻等造成的内应力。消除应力退火钢材组织不发生变化。应力的消除靠500～650℃及后缓冷过程中产生的塑性变形或蠕变变形带来的应力松弛实现，例如大型球罐的退火。 2、正火

将工件加热到AC3或A㎝以上30～50℃保持一定时间后在空气中冷却的热处理工艺。目的：细化晶粒、均匀组织、降低应力。由于冷却较快，获得较细的珠光体，其强度、硬度、韧性比退火的要高，锅炉压力容器用的钢板都是以正火状态

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供货。

正火操作简便费用较低、生产率高。 3、淬火

将钢加热到临界温度以上（亚共析钢AC3 30～50℃过共折钢AC1以上30～50℃）经过适当保温后快速冷却，从而发生马氏体转变的热处理工艺。淬火后必须配以适当的回火，淬火是为回火时调整和改善钢的性能作组织准备，而回火则决定了工件的使用性能和寿命。

马氏体组织硬而脆、韧性很差、内应力大，容易产生裂纹，锅压材料及焊缝组织中不希望出现马氏体，但对轴承、工模具则是有益的，但必须立即回火。 4、回火

将经过淬火的钢加热到AC1以下的适当温度，保持一定时间，然后冷却到室温以获得所需组织和性能的热处理工艺。

回火是紧接着淬火后马上进行的一种操作。目的：降低内应力、提高韧性、稳定尺寸、改善加工性能，通过调整回火温度可获得不同硬度、强度和韧性的力学性能。

ⅰ低温回火：150～250℃范围内的回火 组织：回火马氏体，用于高碳钢的工具； ⅱ中温回火：350℃～500℃范围内的回火 组织：回火屈氏体，用于模具、弹簧； ⅲ高温回火：500～650℃范围内的回火

组织：回火索氏体，获得既具有一定强度、硬度又有良好韧性的综合机械性能。 调质处理：把淬火加高温回火称为调整处理。如：CF62钢就是经过调质处理的钢板。 例：齿轮、曲轴 07CrMoVR

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