材料连接原理课后答案全文档格式.docx

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在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发而损失的金属质量及熔化的焊芯质量之比；

平均熔敷系数（真正反映焊接生产率的指标），由于损失系数不等于零，单位时间内真正进入焊接熔池的金属质量称为平均熔敷速度。

5.试简述不锈钢焊条药皮发红的原因？

有什么解决措施？

（简05.08.10）

药皮发红的原因：

不锈钢焊芯电阻大，焊条融化系数小造成焊条融化时间长，且产生的电阻热量大，使焊条温度升高而导致药皮发红。

解决措施：

调整焊条药皮配方，使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡，提高焊条的融化系数，减少电阻热以降低焊条的表面升温。

6.熔合比的表达式和影响因素？

多层焊时，如果各层间的熔合比是恒定的，试推导第n层焊缝金属的成分？

表达式：

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、母材热物理性能等。

7.从传热学角度说明临界板厚δ的概念？

某16钢焊件，采用手工电弧焊，能量15求δ？

由传热学理论知道：

在线能量一定的情况下，板厚增加冷却速度增大，冷却时间t8/5变短，当板厚增加到一定程度时，则和t8/5不再变化，此时板厚即为临界板厚δ。

8.手工电弧焊接厚12的钢，焊接线能量2,预热温度为50度，求t8/5?

附λ=0.29（℃）6.7（℃）

9.直流正接为何比直流反接时焊缝金属熔氢量高？

（1）直流正接：

工件接正极。

直流反接：

工件接负极。

（2）带电质点在电场作用下只溶于阴极

（3）处于阴极的熔滴不仅温度高而且比比表面积大，其溶氢量大于熔池处于阴极时的溶氢量。

10.一：

试简述氮对低碳合金钢焊缝金属性能的影响？

（简05.07.08.09.10）

（1）N引起焊缝金属时效脆化，使焊缝金属强度提高，塑性韧性降低，尤其是低温韧性；

（2）促使焊缝产生氮气孔；

（3）N有时是有益的，但必须有弥散强化元素存在并在正火条件下使用。

控制含氮量的措施：

（1）焊接区中的氮主要来自空气，必须加强对焊接区机械保护

（2）合理选择焊接工艺参数

（3）利用合金元素控制焊缝含氮量。

碳的氧化引起熔池沸腾，有利于氮逸出，同时炭氧化生成、2，加强焊接区保护降低氮的分压，因此碳可降低氮在金属中的溶解度；

选含有能够生成氮化物元素的焊丝进行焊接，这些元素及氮的亲和力大易形成稳定的氮化物，并通过熔渣排出氮化物，因此有效的控制焊缝中的含氮量。

综上所述，加强保护是控制焊缝含氮量的最有效措施。

二：

试简述氢对结构钢焊接质量的影响？

氢脆；

白点；

气孔；

冷裂纹；

组织变化。

控制含氢量措施：

（1）限制氢的来源：

限制焊接材料中的含氢量，焊前要对焊条和焊剂进行严格的烘干；

气体保护焊所用的气体，焊丝和工件表面的油污、铁锈和水分都是氢的重要来源。

（2）进行冶金处理：

通过适当的化学冶金反应，降低气相中的氢分压，从而降低氢在液态金属中的溶解度

（3）控制焊接材料的氧化还原势

（4）在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素

（5）控制焊接工艺参数

（6）焊后脱氧处理：

焊后把工件加热到一定温度，促使氢扩散外逸

总之，对氢的控制首先应限制氢的来源；

其次应防止氢溶入金属；

最后应对溶入金属的氢进行脱氧处理。

三：

试简述氧对焊接质量的影响？

（1）随着焊缝含氧量增加，焊缝强度、塑性、韧性下降；

尤其是焊缝的低温冲击韧性急剧下降，引起焊缝红脆、冷脆，时效硬化倾向增加；

（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）形成气孔；

（4）造成金属飞溅，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；

综上，氧对焊接过程及焊缝是有害的，但在特殊情况下具有氧化性是有利的。

11.试以硅的沉淀脱氧为例，叙述提高脱氧效果的途径？

（简08）

（1）硅的百分含量升高，氧化亚铁的百分含量降低

（2）B增加和减少渣中的二氧化硅，二氧化硅百分含量降低，氧化亚铁的百分含量降低

（3）温度降低，反应向右进行，氧化亚铁的百分含量降低

12.为何酸性焊条宜用锰铁脱氧？

而碱性焊条宜用硅锰联合脱氧？

为什么要控制W[][]的比值？

（问06.09.11）

增加锰在金属中的含量，或减少的活度，都可以提高脱氧效果。

酸性焊条宜用锰铁脱氧：

[]+[]=[]+（），在酸性渣中含2和2较多，脱氧产物转化为·

2和·

2复合物,减少了的活度系数，提高了脱氧效果。

碱性焊条宜用硅锰联合脱氧：

在碱性渣中活度系数较大，不利于的脱氧，而且碱度越大，脱氧效果越差。

故碱性焊条不宜用锰铁脱氧。

[]+2[]=2[]+

（2）2及生成复合物·

2，使活度系数降低。

而·

2密度小、熔点低，易易于上浮到渣中，故碱性焊条宜用硅锰联合脱氧。

W[][]过大，出现固态；

W[][]过小，出现固态2；

均会导致焊缝中夹杂物过多，只有W[][]合理时，才会生成低熔点的不饱和液态硅酸盐，使焊缝中的含氧量降低。

13.酸型焊条熔敷金属为何氧含量较高？

（简09）

（1）酸型焊条采用锰脱氧不如碱性焊条锰硅联合脱氧效果好

（2）酸型焊条碱度B小，有利于渗硅反应的进行，使焊缝含氧较高

（3）酸型焊条为了控氢的目的，导致焊缝含氧

14.试简述低氢焊条熔敷金属含氢量低的原因？

（简05.10）

（1）药皮中不含有机物，清除了一个主要氢源；

（2）药皮中加入了大量的造气剂3、降低了2；

（3）2的去氢作用；

（4）焊条的烘干温度高。

15.为什么碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大？

而碱性焊条焊缝含氢量比酸性焊条低？

碱性焊条熔渣中含2、2等酸性氧化物较少，的活度大，易向焊缝金属扩散，使焊缝增氧。

因此在碱性焊条药皮中一般不加入含的物质，并要求清除焊件表面的铁锈和氧化皮，否则不仅会增加焊缝中的氧，还可能产生气孔等缺陷，所以碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大。

碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条低，是因为碱性焊条的药皮氧化势小的缘故。

16.J422焊条药皮中含W

（2）=28%，W

（2）=26.5%，W（）=10.6%，W（锰铁）=12%，焊芯含W[]=0.02%，W[O]=0.01%，而熔敷金属中却含W[]=0.15%，W[O]=0.05%，试分析其原因。

该焊条酸性焊条，焊后视像为[]和[O]含量增多，熔渣及液态铁发生渗硅反应，酸性焊条有利于渗碳

（2）+2[]=[]+2[]。

反应结果使焊缝中增加大部分进入熔渣，一小部分进入液态钢中使焊缝增氧。

4

（2）=2[2O3]+[O2]释放出O2，该气氛中的氧化性气体使铁氧化存在置换氧化，其中熔渣中

（2）.

（2）的置换氧化是主要增氧的途径。

熔渣中含有的大量2及增加了渗硅反应的可能性，渗硅反应较激烈使[]大大增加。

17.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。

氧化：

碱性渣使更易向金属分配；

脱氧：

碱性渣使活度大，扩散脱氧能力比酸性渣差；

脱硫：

碱性渣中、及含量多利于脱硫；

脱磷：

增加熔渣的碱性可减少焊缝中的含磷量，酸性渣脱磷效果较差；

合金过渡：

当合金元素的氧化物及熔渣酸碱的性质一致时，有利于合金元素的过渡，使过渡系数提高。

18.试分析说明钛钙型（J422）焊条及碱性低氢型（J427）焊条，在使用工艺性和焊缝力学性能方面有哪些差别？

其他工艺性能如全位置焊接性，融化系数等差别不大。

机械性能对比：

钛钙型（J422）：

S、P、N控制较差，冷脆性、热裂纹倾向大；

【O】高，氧化夹杂多，韧性低；

【H】高，抗冷裂能力差

碱性低氢型（J4277）：

杂质S、P、N低；

【O】低，氧化夹杂少；

【H】低

故低氢型焊条的塑性，韧性及抗裂性较酸性的钛钙型大大提高，但其焊接工艺性能较差，对于铁锈，油污，水份等很敏感。

19.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。

202焊接低合金钢一般选用何种焊丝？

试分析其原因？

（问05.08.10）

应选用、等脱氧元素含量较高的焊丝，常用的如：

H082。

（1）2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【】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气孔。

（3）按一定比例同时加入、联合脱氧，效果较好。

21.焊接熔池的结晶和铸锭的结晶过程有何区别？

焊接熔池的熔池温度高，存在时间短，冶金过程进行不充分，氧化严重，热影响区大，冷却速度快，洁净易生成粗大的柱状晶。

22.试简述接头偏析的种类和产生原因？

宏观偏析：

由于柱状晶倾向性方向使杂质偏聚于晶间及部分地区溶质浓度升高。

（1）层状偏析：

周期性分布产生于焊缝的层状偏析，是结晶速度周期性变化引起的。

（2）焊道中心偏析：

结晶由未熔化母材处向焊缝中心结晶，使杂质推往最后凝固的熔池中心而形成。

（3）焊道偏析：

多道、多层焊时在层间、道间形成的成分偏析。

（4）弧坑偏析：

收弧处熔池未能填满，凝固时大量杂质无法排出及成分扩散不均匀而导致偏析。

23.微量、B改善焊缝金属韧性的机理？

一和氧的亲和力很大，使焊缝中的以微小颗粒氧化物的形式（）弥散分布于焊缝中，促进焊缝金属晶粒细化。

这些小颗粒的还可以作为针状铁素体的形核质点，在转变阶段促进形成针状铁素体。

二在焊缝中保护B不被氧化，故B可以作为原子态偏聚于晶界，降低了晶界能，抑制了先共析铁素体的形核及生长，从而促使生成针状铁素体，改善焊缝组织的韧性。

但是和B的最佳含量和氧、氮的含量有关。

24.如16母材中含有较高的S、P，应如何保证焊缝金属韧性？

1.为减少焊缝含硫量，选择对刘亲和力比铁大的元素脱硫；

2.在焊接化学冶金中常利用熔渣中的碱性氧化物，如、、进行脱硫3.同时增加渣中和的含量，有利于脱磷4.增加熔渣的碱度，可以提高脱硫脱磷的能力。

25.以低碳钢焊接为例，综述提高焊缝金属韧性的冶金手段、焊接工艺手段及焊后措施？

（1）冶金：

只有、含量适中，焊缝组织为细针状铁素体，才能提高韧性；

适量加入和V可提高焊缝金属冲击韧性；

低合金钢焊缝中、B存在可大幅提高韧性；

低合金钢焊缝中有少量不急提高强度，同时也能改善韧性；

稀土元素能改善焊缝金属韧性。

（2）工艺：

焊接线能量、焊接材料、接头形式、多层焊接、振动结晶、锤击焊道表面、跟踪回火。

（3）焊后应进行热处理。

26.焊接热循环及热处理相比有何特点？

试用这些特点分别比较45钢和40在热处理条件下近缝区的淬透性大小？

（问05.10）答：

焊接热循环特点：

加热温度高

加热速度快

高温停留时间短

自然冷却

局部加热：

淬透性比较：

45钢焊接条件下近缝区的淬透性大于热处理的淬透性，40相反45钢由于不含碳化物形成元素，焊接条件下近缝区峰值温度高，使奥氏体晶粒粗化，增大奥氏体稳定性，故淬透性和热处理相比反而大。

40在