材料连接原理考研考点2014

焊接的定义：

与机械连接的区别：

从理论上说明怎样才能实现焊接过程？采用什么样的工艺措施才能实现焊接

焊接方法分类和发展

焊接热源的共同要求及指标

熔池和一般铸锭结晶过程相比有何特点；焊接热过程特点

熔合比的表达式和影响因素？

在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比θ。

θ= Fp / (Fp +Fd) Fp——焊缝中母材所占的面积 Fd ——焊缝截面中填充金属所占的面积

影响因素：焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目及母材的热物理性质、焊接材料种类、焊条（焊丝）的倾角等。

焊接区的气体来源？

试简述H,O,N对结构钢焊接质量的影响？控制措施？ H:氢脆；白点；气孔；冷裂纹；组织变化。

O:（1）影响焊缝机械性能：塑性、韧性下降；引起热能、冷脆，时效硬化；（2）影响焊缝金属的物理、化学性能。如降低导电性、导磁性、耐蚀性等；（3）形成CO气孔；（4）造成飞溅，影响焊接过程的稳定性；（5）焊接过程中导致合金元素的氧化损失将恶化焊接性能；（6）氧在特殊情况下是有益的，如为了改善电弧特性。降低焊缝金属中的含氢量等。

N:害 造成气孔，引起时效脆化，降低焊缝的塑性和韧性 益 :可以起到沉淀强化和细晶强化的作用提高强度 控制措施：

酸性焊条含O高；碱性焊条H高？

焊接熔渣的分子理论和离子理论

氧化或脱氧 脱氧反应有那几种？脱氧剂选择的原则

扩散氧化的影响因素？

S ，P的危害？冶金方法脱S,P措施？

冶金方法脱硫的措施 答：（1）用合金元素锰脱硫 （2）用渣中碱性氧化物脱硫 （3）增加熔渣的碱度

（4）渣中氟化钙也有利于脱硫

合金元素过度系数的影响因素

焊条药皮的作用

焊条的工艺性能

药芯焊丝的特点？烧结焊剂的特点 试简述药芯焊丝的特性？

(1) 熔敷速度快，因而生产效率高； (2) 飞溅小；

(3) 调整熔敷金属成分方面； (4) 综合成本低。

CO2 一般用何种焊丝？为何H08Mn2Si

答：应选用Si、Mn等脱氧元素含量较高的焊丝，常用的如：H08Mn2SiA。

（1）CO2具有较强的氧化性，一方面使焊丝中有益的合金元素烧损，另一方面使熔池中【FeO】含量升高。

（2）如焊丝中不含脱氧元素或含量较低，导致脱氧不足，熔池结晶后极易产生CO气孔。

（3）按一定比例同时加入Mn、Si联合脱氧，效果较好。 简述接头偏析的种类和产生原因？

答：显微偏析：由于结晶有先后所产生的微观区域化学成分的不均匀性。

区域偏析：由于结晶有先后所产生的宏观区域化学成分的不均匀性，一般在焊接熔池的最后凝固部位由于杂质浓度升高产生区域偏析。 层状偏析：由于结晶过程周期性变化而引起的化学成分分布不均匀所造成。

熔合线偏析：焊接过程中由于焊接热作用使熔合线附近产生碳和合金元素浓度明显变化的现象，形成熔合线偏析

金属材料常见的强化方式，焊缝一般用什么强化

金属元素对焊缝力学性能的影响 成分 组织

焊接工艺条件和措施对焊缝性能的影响

从传热学角度说明临界板厚δcr的概念？

由传热学理论知道：在线能量一定的情况下，板厚增加冷却速度Wc增大，冷却时间t8/5变短，当板厚增加到一定程度时，则Wc和t8/5不再变化，此时板厚即为临界板厚δcr。

试分析不易淬火钢热影响区中不完全重结晶区的组织特点？

焊接时处于AC1—AC3之间范围内的热影响区属于不完全重结晶区。因为处于AC1—AC3范围内只有一部分组织发生了相变重结晶过程，成为晶粒细小的铁素体和珠光体，而另一部分是始终未能溶入奥氏体的剩余铁素体，由于未经重结晶仍保留粗大晶粒。所以，此区特点是晶粒大小不一，组织不均匀。 焊接热影响区

淬硬倾向影响因素 用什么衡量

低合金高强钢脆化种类 马奥脆化有什么特点

热应变时效脆化（远离焊接热影响区位置）

一般什么位置 如何控制HAZ韧性

焊接热模拟试验的基本原理

常见的焊接冶金缺陷有哪些

在低碳低合金钢中的析出型气孔有哪几种？产生的原因是什么？

低碳低合金钢焊缝中存在的析出型气孔主要有氧气空和氮气孔两种。 析出型气孔的原因：主要是高温时熔池金属中溶解了较多的气体，凝固时由于气体的溶解度下降，气体处于饱和来不及逸出，而引起的气孔。

焊接热裂纹哪几种？

结晶（凝固）裂纹产生要素，产生条件或形成机理

合金元素对结晶裂纹的影响

临界应变倾向力CST ？为何用CST来判断较合理？

结晶裂纹防止措施？

结晶裂纹防止措施

冷裂纹分类 基本特征 三要素 产生条件

焊接接头拘束应力的分类？何为拘束度？临界拘束度？ 答：内拘束应力：热应力（第一类内应力）；相变应力（第二类内应力）

外拘束应力:由结构自身拘束条件造成的应力。

拘束度是使接头根部间隙发生单位长度的弹性位移时，单位长度焊缝所承受的力。线弹性拘R=Eoδ/L(N/mm2)可表示为 当 R 值大到一定程度时就会产生延迟裂纹，这时的R值称为临界约束度Rcr

预热，后热作用 后热能否完全取代预热，后热和焊后热处理的区别

临界冷却时间：

一般低合金钢，冷裂纹为什么具有延迟现象？为什么容易在焊接HAZ中产生？试分析防止延迟裂纹的工艺措施？

答：形成冷裂纹的三大要素：被焊钢材的淬硬组织、接头中的含氢量以及接头所处的拘束应 力状态。而氢是最活跃的诱发因素，而氢在金属中扩散、聚集和诱发裂纹需要一定的时间。 一般低合金钢焊

缝 C 低于母材，热影响区相变滞后于焊缝。当焊缝由 A 转达变 F、P 时，H 的溶解度突然下降，且 H 在 F、P 中的扩散速度较快，导致 H 很快由焊缝越过熔合线 附近富 H，当滞后相变的 HAZ 中 A—gtM 时，H 使以过饱和状态残留在 M 中，促使该处进 一步脆化，从而导致冷裂纹的产生。

防治措施： 冶金方面： （1）选择抗裂性好的钢材 从冶炼技术上提高母材的性能：多元微合金画；尽可能降低钢中有害杂质（S、P、O、 H、N 等） （2）焊接材料的选用 选用低氢或超低氢焊条：应强调焊条的烘干和防潮问题 选用低强焊条：对低碳合金钢，适当降低焊缝强度可以降低拘束应力而减轻熔合区的 负担，对防止冷裂纹有用。 选用奥氏体焊条：既可避免预热又能防止冷裂纹的产生。 特殊微量元素的应用：Te、Se、Re，Te 的降氢效果最好。 （3）选用低氢的焊接方法：CO2 气体保护焊。 焊接工艺方面： 合理选择焊接线能量 正确选择预热和后热温度 多层焊层间温度和时间间隔的控制 采用低匹配焊缝 合理的焊缝分布和施焊次序

硬化裂纹的延迟机理 层状撕裂 液化裂纹 再热裂纹

缝 C 低于母材，热影响区相变滞后于焊缝。当焊缝由 A 转达变 F、P 时，H 的溶解度突然下降，且 H 在 F、P 中的扩散速度较快，导致 H 很快由焊缝越过熔合线 附近富 H，当滞后相变的 HAZ 中 A—gtM 时，H 使以过饱和状态残留在 M 中，促使该处进 一步脆化，从而导致冷裂纹的产生。

防治措施： 冶金方面： （1）选择抗裂性好的钢材 从冶炼技术上提高母材的性能：多元微合金画；尽可能降低钢中有害杂质（S、P、O、 H、N 等） （2）焊接材料的选用 选用低氢或超低氢焊条：应强调焊条的烘干和防潮问题 选用低强焊条：对低碳合金钢，适当降低焊缝强度可以降低拘束应力而减轻熔合区的 负担，对防止冷裂纹有用。 选用奥氏体焊条：既可避免预热又能防止冷裂纹的产生。 特殊微量元素的应用：Te、Se、Re，Te 的降氢效果最好。 （3）选用低氢的焊接方法：CO2 气体保护焊。 焊接工艺方面： 合理选择焊接线能量 正确选择预热和后热温度 多层焊层间温度和时间间隔的控制 采用低匹配焊缝 合理的焊缝分布和施焊次序

硬化裂纹的延迟机理 层状撕裂 液化裂纹 再热裂纹

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