焊接冶金学试题.docx
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焊接冶金学试题
焊接冶金学
[填空题]
1金属材料的焊接性包括（）焊接性和使用焊接性两方面的内容。
参考答案：
工艺
[填空题]
2当碳当量CE小于0.4%时，钢材焊接性优良，淬硬倾向小，焊接时不必（）
参考答案：
预热
[填空题]
3斜Y形坡口对接裂纹试验焊完的时间应经48h后，才能开始进行裂纹的检测和剖析。
在这种试验中裂纹率低于（），在实际结构焊接时就不致发生裂纹。
参考答案：
20%
[填空题]
4焊接冷裂纹的主要原因有（）、扩散氢的含量及其分布和拘束应力三个方面。
参考答案：
钢种的淬硬倾向
[填空题]
5钢中铬的质量分数大于（）的钢称为不锈钢。
参考答案：
12%
[填空题]
6当奥氏体不锈钢形成（）双相组织时，体积分数控制在5%范围内， 其抗晶间腐蚀能力大大提高。
参考答案：
铁素体
[判断题]
7、强度级别较高的低合金高强度钢焊接时，考虑到焊缝的塑性和韧性，可选用比母材强度低一级的焊条。
参考答案：
对
[判断题]
8、凡是能够获得优质焊接接头的金属，焊接性都很好。
参考答案：
错
[判断题]
9、中碳调质钢淬硬倾向十分明显。
参考答案：
错
[判断题]
10、牌号为A137的焊条是碳钢焊条。
参考答案：
错
[判断题]
11、减少焊缝含氧量最有效的措施是加强对电弧区的保护。
参考答案：
错
[判断题]
12、珠光体耐热钢焊接用焊条的药皮类型都是属于碱性低氢钠型。
参考答案：
错
[判断题]
13、低碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、钛及其合金的钨极氩弧焊应采用直流正接。
参考答案：
对
[判断题]
14、二氧化碳气体保护焊对奥氏体不锈钢还不适用。
参考答案：
对
[判断题]
15、加热温度450-850℃是不锈钢晶间腐蚀的危险温度区，或称敏化温度区。
参考答案：
对
[判断题]
16、奥氏体不锈钢焊接时，如果焊接材料选用不当或焊接工艺不合理时，会产生应力腐蚀和冷裂方等问题。
参考答案：
错
[单项选择题]
17、低合金结构钢焊接时最容易出现的裂纹是（）
A.热裂纹
B.冷裂纹
C.再热裂纹
D.层状撕裂
参考答案：
B
[单项选择题]
18、低温钢焊接时关键是要保证（）
A.不产生冷裂纹
B.接头的低温强度
C.焊缝的低温耐蚀性能
D.焊缝区和粗晶区的低温韧性
参考答案：
D
[单项选择题]
19、金属焊接性的使用性能，主要是指（）
A.焊接接头在使用过程中的可靠性
B.焊接接头出现各种缺陷的可能性
C.焊接接头的承载能力
D.焊接接头的强度
参考答案：
A
[单项选择题]
20、低合金结构钢的合金元素总量小于（）
A.3%
B.5%
C.10%
D.12%
参考答案：
B
[单项选择题]
21、采用焊条电弧焊焊接20钢的厚板结构时应选用的焊条型号是（）
A.E4303
B.E5015
C.E4313
D.E4316
参考答案：
B
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[单项选择题]
22、中碳钢焊接时，应采用的焊接工艺措施是（）
A.小电流、慢焊速
B.小电流、快焊速
C.大电流、慢焊速
D.大电流、快焊速
参考答案：
A
[单项选择题]
23、斜Y形坡口焊接裂纹试验方法的试件两侧开双（）坡口焊接焊缝，中间开斜Y型坡口焊接焊缝。
A.X型
B.Y型
C.斜Y形
D.V型
参考答案：
A
[单项选择题]
24、为避免晶间腐蚀，奥氏体不锈钢中加入的稳定元素有（）两种。
A.锰和硅
B.铬和碳
C.钛和铌
D.钼和钨
参考答案：
C
[单项选择题]
25、焊接（）钢时，不得进行预热。
A. 45
B. 12CrlMoV
C. 1Crl8Ni9Ti
D. 18MnMoNb
参考答案：
C
[单项选择题]
26、（）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。
A.焊条电弧焊
B.二氧化碳气保焊
C.埋弧焊
D.氩弧焊
参考答案：
B
[单项选择题]
27、（）缺陷对焊接接头危害性最严重。
A.气孔
B.裂纹
C.夹钨
D.夹渣
参考答案：
B
[单项选择题]
28、从防止（）考虑，应减少焊接电流。
A.晶粒细化提高生产率的角度
B.过热组织提高经济效益角度
C.过热组织和细化晶粒的角度
D.组织粗大保护电极的角度
参考答案：
C
[单项选择题]
29、钢的碳当量（）时，其焊接性优良。
A.CE＞0.4％
B.CE＜0.4％
C.CE＞0.6％
D.CE＜0.6％
参考答案：
B
[单项选择题]
30、影响焊接性的因素有（）
A.抗氧化性、工艺因素、结构因素、材料因素
B.材料因素、晶间腐蚀、工艺因素、结构因素
C.材料因素、工艺因素、淬硬倾向、结构因素
D.材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件
参考答案：
D
[单项选择题]
31、焊接18MnMoNb的钢材时，宜选用的焊条是（）
A.E4315
B.E7015-D2
C.E5015
D.E6016
参考答案：
B
[单项选择题]
32、球墨铸铁焊接时，产生裂纹的可能性比灰铸铁（）
A.大得多
B.小得多
C.一样
D.以上均有可能
参考答案：
A
[单项选择题]
33、奥氏体不锈钢采用超低碳焊丝的目的是（）
A.防止热裂纹
B.防止冷裂纹
C.防止气孔
D.防止晶间腐蚀
参考答案：
D
[填空题]
34碳当量
参考答案：
在钢材所含有的各种元素中，碳对冷裂敏感性的影响最显著，因此将钢中各种元素都按相当于若干含碳量折合并叠加起来即为“碳当量”，并以此来判断钢材的淬硬倾向和冷裂敏感性，进而推断钢材的焊接性。
[填空题]
35热焊
参考答案：
热焊一般是将焊件整体或局部预热到600～700℃进行补焊，焊后缓冷。
[填空题]
36半热焊
参考答案：
半热焊一般是将焊件整体或局部预热到300～400℃进行补焊，焊后缓冷。
[填空题]
37什么是气孔，简要说明气孔分类及形成原因？
参考答案：
焊接时，熔池中的气泡在凝固时未能及时逸出而残留下来的空穴称之为气孔氢气孔，氮气孔，一氧化碳气孔和水蒸气孔
形成原因：
气孔的逸出速度小于焊接接头的冷却速度。
[填空题]
38影响焊接性的因素有哪些？
参考答案：
1.材料因素：
材料因素包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。
2.工艺因素：
工艺因素包括施焊方法（如手工焊、埋弧焊、气体保护焊等）、焊接工艺（包括焊接规范参数、焊接材料、预热、后热、装配焊接顺序）和焊后热处理等。
3.结构因素：
结构因素包括焊接接头的设计形式、焊缝布置及截面形状等因素。
4.使用因素：
使用因素指焊接结构的工作温度、负荷条件（动载、静载、冲击、高速等）和工作环境（化工区、沿海及腐蚀介质等）。
[填空题]
39高碳钢的焊接工艺要点有哪些？
参考答案：
1.高碳钢应先行退火，方能焊接。
2.采用结构钢焊条焊接时，焊前必须预热，一般为250～350℃以上。
焊接过程中还需要保持与预热一样的层间温度。
3.采取与焊接中碳钢相同的工艺措施，尽量减少熔合比，小电流、低的焊接速度，焊接中应尽量连续施焊不间断。
4.焊后焊件应立即送入炉中，在650℃保温，进行消除应力热处理。
5.工件刚度、厚度较大时，应采取减少焊接内应力的措施，例如合理排列焊道，分段倒退焊法，焊后锤击焊道等。
[填空题]
40低碳钢在什么情况下焊接性会变差？
参考答案：
①母材不合格，含碳、硫过高可能出现焊接裂纹；
②采用旧转炉法生产的低碳转炉钢；
③低碳沸腾钢；
④焊接方法不当，热输入大；
⑤对于厚板、刚性结构；
⑥在低温（＜-10℃）下焊接。
[填空题]
41严寒条件下焊接低碳钢应采取哪些工艺措施？
参考答案：
1.焊前预热，焊接过程中严格保持层间温度不应低于预热温度。
2.采用低氢或超低氢型焊条。
3.定位焊时加大焊接电流，减慢焊接速度，适当增加定位焊缝的截面积和长度，必要时进行预热。
4.整条焊缝应尽量连续焊完，避免中断。
5.不应坡口面以外的母材上进行引弧，熄弧时需填满弧坑。
6.尽可能不在低温条件下进行弯板、矫正和装配焊件。
7.尽可能改善严寒下的劳动条件。
[填空题]
42简述铝及铝合金焊接工艺要点。
参考答案：
1.焊接方法
常用的焊接方法有氩弧焊（TIG、MIG）、等离子弧焊、电子束焊、电阻焊及钎焊等。
2.焊接材料
主要是为满足抗裂性研制的焊丝，其成分与母材有较大的差异。
为保证焊接时不产生裂纹。
3.焊前清理
（1）化学清理
（2）机械清理
4.焊接工艺要点
焊前一般不需预热，即使厚大工件也只需预热引弧部位。
5.焊后清理
铝及铝合金气焊后，残留在焊缝表面及两侧的熔剂及焊渣会破坏铝材表面的氧化膜，引起接头腐蚀。
[填空题]
43简述不锈钢腐蚀形式及特征。
参考答案：
（1）均匀腐蚀
均匀腐蚀是指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。
（2）晶间腐蚀
晶间腐蚀是起源于金属表面沿金属晶界发生的有选择的深入金属内部的腐蚀。
（3）点蚀
点蚀是指在金属表面产生的尺寸约小于1.0㎜的穿孔性或蚀坑性的宏观腐蚀。
（4）缝隙腐蚀
缝隙腐蚀是金属构件缝隙处发生的斑点状或溃疡形宏观蚀坑，常发生在垫圈、铆接、螺钉连接缝、搭接的焊接接头等部位。
（5）应力腐蚀破裂
应力腐蚀破裂是指在拉伸应力与电化学介质的共同作用下，因阳极溶解过程而引起的断裂。
[填空题]
44防止冷裂纹的冶金措施有哪些？
参考答案：
①低碳微量多合金
②[H]↓选用低氢焊接材料，低氢焊接方法如二氧化碳焊
③控制氢的来源，烘干焊条消理焊件焊丝
④加入某些合金元素，提高塑性
⑤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，避免冷裂纹
[填空题]
45什么是焊接化学冶金？
它的主要研究内容和学习的目的是什么？
参考答案：
焊接化学冶金指在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下的相互作用反应。
它主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。
研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。
[填空题]
46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？
参考答案：
调控焊缝化学成分的两种手段：
1）、对熔化金属进行冶金处理；
2）、改变熔合比。
怎样影响焊缝化学成分：
1）、对熔化金属进行冶金处理，也就是说，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊接成分；
2）、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比，改变熔合比可以改变焊缝金 属的化学成分。
[填空题]
47焊接区内气体的主要来源是什么？
它们是怎样产生的？
参考答案：
焊接区内气体的主要来源是焊接材料，同时还有热源周围的空气，焊丝表面上和母材
坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等，在焊接时也会析出气体。
产生：
①、直接输送和侵入焊接区内的气体。
②、有机物的分解和燃烧。
③、碳酸盐和高价氧化物的分解。
④、材料的蒸发。
⑤、气体（包括简单气体和复杂气体）的分解。
[填空题]
48氮对焊缝质量有哪些影响？
控制焊缝含氮量的主要措施是什么？
参考答案：
氮对焊接质量的影响：
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之一。
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.氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。
控制焊缝含氮量的主要措施：
A.控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用； b、在药皮中加入造气剂（如碳酸盐、有机物等），形成气渣联合保护，可使焊缝含氮量 下降到0.02%以下；
C.采用短弧焊（即减小电弧电压）、增大焊接电流、采用直流反接均可降低焊缝含氮量；
D.增加焊丝或药皮中的含碳量，可降低焊缝中的含氮量。
[填空题]
49综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响？
参考答案：
（1）焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响：
手工电弧焊时，增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加；增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。
电弧焊时，电流种类和极性对焊缝含氢量也有影响。
（2）制造焊条时，适当提高烘烤温度可以降低焊接材料的含水量，因而也就相应地降低了焊缝中的含氢量。
（3）焊件坡口附近表面上的铁锈、油污、吸附水等是增加焊缝含氢量的原因之一，焊前应仔细清除。
[填空题]
50氧对焊接质量有哪些影响？
应采用什么措施减少焊缝含氧量？
参考答案：
氧对焊接质量的影响：
氧在焊缝中无论以何种形式存在，对焊缝的性能都有很大影响。
随着含氧量的增加，焊缝强度、塑性、韧性都有明显下降，尤其是低温冲击韧度急剧下降。
此外，它还一起热脆、冷脆和时效硬化。
另外，氧烧损钢中的有益元素使焊缝性能变化。
熔滴中含氧和碳多时，它们相互作用生成CO受热膨胀，使熔滴爆炸，造成飞溅，影响焊接过程的稳定性。
减少焊缝含氧量的措施：
1） 纯化焊接材料，在焊接某些要求比较高的合金钢、合金和活性金属时，应尽量用不含氧或氧少的焊接材料。
2） 控制焊接工艺参数，为了减少焊缝含氧量，应采用短弧焊。
3） 脱氧：
用控制焊接工艺参数的方法减少焊缝含氧量是受限制的，所以必须用冶金 的方法进行脱氧，比如硅锰联合脱氧。
[填空题]
51脱氧和合金过渡有何区别联系？
选择脱氧剂和合金剂各应遵循什么原则？
参考答案：
区别：
脱氧的目的是尽量减少焊缝中的含氧量和排除脱氧后的产物，而合金过渡的目的则是补偿焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素的损失，获得具有特殊性能的堆焊金属。
联系：
脱氧和合金过渡都是通过在焊接材料中加入合适的元素或合金，使之在焊接过程中各自达到脱氧和合金的过渡，从而改善焊缝金属的组织和性能。
选择脱氧剂遵循的原则：
1）脱氧剂在焊接温度下对样的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大；
2）脱氧产物应不溶于液态金属；
3）必须考虑脱氧剂对焊缝成分、性能及焊接工艺性能的影响。
选择合金剂遵循的原则：
1）能补偿焊接过程中合金元素的损失；
2）能消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能；
3）合金剂制造工艺不易太复杂，成本不能太高；
4）合金的损失小，利用率高。
[填空题]
52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。
参考答案：
氧化：
碱性渣时焊缝含氧量比酸性渣时多。
脱氧：
在熔渣脱氧时，碱度高不利于脱氧，但在用硅沉淀脱氧时，碱度高可以提高硅 的脱氧效果。
脱硫：
熔渣的还原性和碱度，渣中氧化钙的浓度高和氧化亚铁的浓度低都有利于反应的进行，因此，在还原其中脱硫是有利的，熔渣碱度高也有利于脱硫。
脱磷：
脱磷的有利条件是高碱度和强氧化性的、粘度小的熔渣，较大的渣量和较低的温度。
合金过渡：
若其他条件相同，则合金元素的氧化物与熔渣的酸碱性相同时，有利于提 高过渡系数。
随碱度的增加合金过渡系数越大。
[填空题]
53焊条的组成及各部分的作用？
参考答案：
焊条由焊芯和药皮组成。
焊芯作用：
受热熔化时作为焊缝填充金属，其化学成分和性能直接影响焊缝金属的质量。
药皮作用：
（1）保护作用。
在电弧热作用下形成熔渣和气体，起到隔离空气，保护熔滴、熔池和焊接区的作用；
（2）冶金作用，包括：
A.去除有害杂质（S、P、N、H、O等）；B.添加有益合金；
（3）保证焊条具有良好的工艺性能，包括：
A.使电弧容易引燃，并燃烧稳定；
B. 焊接飞溅小，成形美观；
C.易于脱渣；
D.适用于各种位置关系焊接。
[填空题]
54综合分析碱性焊条药皮中CaF2的作用及对焊缝性能的影响。
参考答案：
它的主要作用是脱氢，在焊条药皮中加入CaF2，其可以通过焊接冶金反应生成HF气体， 由于HF是比较稳定的气体，高温时不易发生分解，也不溶于液体金属中，而是与焊接烟尘一起挥发了，所以可以减低熔池金属中的H含量，从而提高焊缝金属的冲击韧性和抗裂性能。
[填空题]
55低氢焊条为什么对铁锈、油污、水分很敏感？
参考答案：
低氢焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池，将很难脱出，所以低氢焊条对于铁锈、油污，水分很敏感，必须严格控制氢的来源才可以保证焊接质量。
[填空题]
56酸性焊条及碱性焊条分别常采用哪种脱氧元素？
参考答案：
（1） 酸性焊条常采用锰铁作为脱氧元素。
因为，酸性渣中含有较多的 SiO2 和 TiO2，它们容易与锰的脱氧产物 MnO 生成复合物 MnO·SiO2 和 MnO·TiO2，使 MnO 的活度系数减小，因此脱氧效果较好。
相反，在碱性渣中 MnO 的活度较大，不利于锰脱氧。
碱度越大，锰的脱氧效果越差。
（2）碱性焊条需要采用硅铁和锰铁联合脱氧。
硅的脱氧能力比锰大，但生成的SiO2熔点高，通常认为处于固态，不易聚合为大的质点；同时SiO2与钢液的界面张力小，润湿性好，不易从钢液中分离，易造成夹杂。
为避免夹杂，把硅和锰按适当的比例加入液态金属中进行联合脱氧时，其脱氧产物为不饱和液态硅酸盐，它的密度小，熔点低，易于浮出，并易被熔渣吸收，从而减少钢中的夹杂物和含氧量，脱氧效果十分显著。
[填空题]
57和实芯焊丝及焊条相比，药芯焊丝的优、缺点各是什么？
参考答案：
优点：
1）由于药芯焊丝中加入了稳弧剂，而使电弧稳定燃烧，溶滴均匀的喷射过渡，所以焊接飞溅较少，并且飞溅颗粒较小，焊缝成形美观；
2）焊丝熔敷速度快，熔敷速度高于焊条和实芯焊丝，可采用大电流进行全位置焊接，焊接效率高；
3）通过调整药粉的成分与比例，可焊接和堆焊不同成分的钢材，适应性强，焊接烟尘 量低。
缺点：
1）焊丝制造工艺复杂，成本高；
2）焊丝外表易锈蚀、药粉易吸潮，不宜长期保存，使用前要对焊丝进行清理和250~300℃的烘烤，增加了生产成本。
[填空题]
58与钢锭的结晶相比，焊接熔池的凝固有哪些特点？
参考答案：
（1）熔池金属的体积小，冷却速度快。
A. 在一般电弧焊条件下，熔池的体积最大也只有30cm3，重量不超过100g；
B.焊接熔池周围被冷态金属所包围，所以熔池的冷却速度很大，通常可达4～100℃/s，远高于一般铸件的冷却速度；
（2）温差大、过热温度高。
A.熔池金属中不同区域，因加热与冷却速度很快，熔池中心和边缘存在较大的温度梯度。
例如，对于电弧焊接低碳钢或低合金钢，熔池中心温度高达2100～2300℃，而熔池后部表面温度只有1600℃左右，熔池平均温度为1700±100℃。
B.过热温度高，非自发形核的原始质点数大为减少，这也促使焊缝柱状晶的发展。
（3）熔池是在运动状态下结晶。
熔池金属在结晶过程中受到强烈的搅拌和对流作用，熔池的流动有利于熔池金属成分分布的均匀化与纯净化。
[填空题]
59什么是联生结晶，焊接条件下，为什么容易得到柱状晶？
参考答案：
焊缝金属在凝固结晶时，不是重新生产新的晶核，而是依附于母材现成的表面，形成共同晶粒的凝固方式，称为外延结晶或联生结晶。
焊接条件下：
（1） 熔池沿定向散热，即垂直于熔合线的方向散热最快，有利于晶粒沿该方向优先生长；
（2）由于焊接冷却速度较快，所以其成分过冷度较大，易于形成粗大的树枝柱状晶（柱状晶）。
[填空题]
60分析焊缝金属的化学不均匀性，为什么会形成这种不均匀性？
参考答案：
所谓的化学不均匀性指的是结晶过程中化学成分的一种偏析现象。
焊接过程中的偏析包括：
（1）显微偏析（或枝晶偏析），形成原因：
焊接时冷却速度大，液固界面溶质来不及扩散，纯金属先结晶，杂质后结晶，形成晶粒边界或一个晶粒内部亚晶界或树枝晶的晶枝之间的成分偏析。
（2）宏观偏析（区域偏析），形成原因：
当焊速极大，焊缝以柱状晶长大时，把杂质推向熔池中心，中心杂质浓度升高，形成焊缝边缘到焊缝中心的成分不均匀性。
（3）层状偏析（由于化学成分不均匀性引起分层现象），形成原因：
由于结晶过程周期性变化（结晶潜热和熔滴过渡时热量的输入周期性变化 ）导致晶体成长速度 R 发生周期性变化，R 升高，结晶前沿溶质浓度升高， R 减小，结晶前沿的溶质浓度减少，最终形成溶质浓度层状变化的偏析层。
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