金属材料焊接 复习题及答案.docx

金属材料焊接 复习题及答案.docx

《金属材料焊接 复习题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《金属材料焊接 复习题及答案.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

金属材料焊接复习题及答案

一、名词解释

1.工艺焊接性:

在一定工艺焊接条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。

2.碳当量：

把钢中包括碳在内的合金元素对淬硬、冷裂及脆化等的影响折合成碳的相当含量。

3.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。

4.高温脆性：

指钢在变形温度为0.4~0.6

时所出现的高温塑形急剧下降的现象。

5.焊接性：

金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性。

6.半热焊：

正焊前将铸件整体或局部预热到300℃～400℃,在焊补过程中保持这一温度,并在焊后采取缓冷措施的工艺方法称为热焊。

7.σ相脆性：

指不论母材还是焊缝，在ω（Cr）>21%,并且在520~820℃之间长期加热形成的硬而脆的铁铬金属间化合物。

8.调质钢：

含碳量在0.3-0.6%的中碳钢。

9.刀状腐蚀：

简称刀蚀，它是焊接接头中特有的一种晶间腐蚀，只发生在含有Ti、Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢焊接接头中。

腐蚀部位沿熔合线发展，处于HAZ的过热区，由于区域很窄，形状有如刀削缺口，故称为刀状腐蚀。

10.使用焊接性：

焊接接头或整体结构满足技术条件中所规定的使用性能的程度。

11.不锈钢:

指主加元素铬的质量分数ω（Cr）>12%的钢。

12.奥氏体不锈钢：

是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。

钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。

13.沉淀硬化不锈钢：

在不锈钢中单独或复合添加硬化元素，通过适当的热处理获得高强度、高韧性并具有良好耐蚀性的一类不锈钢。

14.固溶处理：

指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。

15.475℃脆性：

铁素体钢在ω（Cr）≥15.5%，并在温度400~500℃长期加热后，常常出现强度升高而韧性下降的现象。

16.耐热钢：

在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。

它包括抗氧化钢（或称高温不起皮钢）和热强钢两类。

17.应力腐蚀开裂：

在拉伸应力与腐蚀介质的共同作用下产生的断裂。

18.热裂纹：

是指焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区间产生的焊接裂纹。

19.冷裂纹：

指的是焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。

20.热焊：

正焊前将铸件整体或局部预热到600℃～700℃,在焊补过程中保持这一温度,并在焊后采取缓冷措施的工艺方法称为热焊。

21.高强度钢：

屈服点

、抗拉强度

的钢。

22.热影响区：

在焊接热循环作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域，称为焊接热影响区。

二、填空

1．焊接性是金属材料的一种工艺性能，除了受材料本身性质影响外，还受到工艺条件、（结构条件）和（使用条件）的影响。

2．中、高碳钢焊后若（冷却）速度较快，则可能在焊缝和热影响区形成（马氏体）组织，导致裂纹倾向增大。

3.一根45钢，Φ75mm机轴，采用焊接方法连接，焊接接头处就、开坡口，预热温度为（200℃），采用（E5015）焊条。

4.热轧及正火钢随着合金元素的增加，焊接的问题主要来至于两方面，即：

（热影响区的脆化）与（冷裂纹）。

5.焊接低温钢时所选用的焊接材料必须使焊缝金属具有与母材相近的（低温韧性）和（线膨胀系数）。

6.耐海水的腐蚀用钢的合金系统以（Cu、P）为主，在选择焊接材料时必须在（耐腐蚀性）方面与母材相匹配。

7.奥氏体不锈钢焊接时，若接头中铁素体含量高，则可能出现（（475℃脆化）或（σ相脆化）。

8.耐热钢焊接接头的性能除了需要满足（常温力学性能）外，最重要的时必须具有足够的（高温性能）。

9.当两种不同的金属通过焊接形成连续的焊接接头时，接头部位实质上是（成分）和（组织）变化的过渡区。

10.灰铸铁焊接时的主要问题，一方面是接头易出现（白口及淬硬组织），另一方面是接头易出现（裂纹）。

11.优质的焊接接头中不允许存在（超过质量标准规定的缺陷），同时具有（预期的使用性能）。

12.焊接性实验包括以下内容：

焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力，抵抗产生冷裂纹的能力，（抗脆性转变的能力）和（使用性能）。

13.用埋弧焊焊接低碳钢时一般选用（H08A）焊丝与熔炼焊剂（HJ430焊剂）配合。

14.低合金钢合金元素的质量分数一般不超过（5%），加入合金元素的目的，是为保证足够高的力学性能或满足（结构工作条件提出的特殊要求）。

15.低碳低合金调质钢是通过（调质）获得强化效果的，因此在热影响内除了脆化问题外还有（软化）问题。

16.不锈钢的主要腐蚀形式有均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、（表面腐蚀）和（应力腐蚀）五种。

17.常用的焊接性实验方法有斜Y形坡口焊接裂纹实验、（插销试验）和（可调拘束裂纹试验）。

18.马氏体不锈钢主要特点之一是高温加热空冷后既有（淬硬）倾向，因此防止（冷裂纹）是最主要的问题。

19.中合金耐热钢的焊接材料选择方案有两种，一是选用（高铬镍奥氏体）焊接材料，二是选用（选择与母材化学成相近的）焊接材料。

20.在大多数情况下，中碳钢焊接需要（预热）并（控制层间温度不低于预热温度），以提高焊接接头的塑性。

21.碳当量值也高，钢的（淬硬倾向）就也大，钢的（冷裂敏感性）也就也大，（焊接性）性越差。

22.氮能提高碳当量的（）但它能降低（）和（），并能大大提高钢的（）性。

23.热轧及正火钢过热区温度很高，接近于（熔点），因此发生了奥氏体晶粒（的显著长大）和一些（难熔质点）溶入等过程。

24.焊接中采用加热减应法，“减应区”一般是阻碍（焊缝收缩）和（焊缝膨胀）的部位。

25.为了保证奥氏体不锈钢焊接质量，焊前应将（坡口）及其两侧（20mm~30mm）范围的焊件表面（清理干净）。

26.低、中合金耐热钢的热切割边沿应作（机械加工）并用磁粉探伤检查是否存在（表面裂纹）。

27.低合金耐热钢焊接时的主要特点是，在选择焊接材料时除了要满足（焊缝金属的强度）外，必须在（塑性韧性等力学性能）方面与（母材）相匹配。

28.在焊接调质状态的钢材时必须注意（预热）、层间温度和（焊后热处理）的温度，一定要控制在比（母材淬火后）的回火温度低（50度）。

29.防止冷裂纹所需要的最低预热温度（经验公式）TO=（1440PC-392），公式中的PC指的意义是（焊接冷裂纹敏感指数）。

三、简答题

1.何谓金属材料的焊接性？

影响金属材料焊接性的因素有哪些？

一般通过什么方法来分析金属材料的焊接性？

答：

在一定焊接工艺条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。

材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件。

碳当量法、焊接冷裂纹敏感指数

2.低碳钢焊接时，选择焊接方法的原则是什么？

在低温条件下焊接时的工艺要点是什么？

答：

所有的焊接方法均适用，但优先选用一些高质量和高效率的焊接方法和工艺。

低温时其工艺要点，有预热、保持层间温度、采用低氢型焊条、定位焊时应大电流和慢速度、增加焊缝截面和长度、不要中断焊接、不在坡口外的母材上引弧、弧坑填满、预热温度视情况查表而定。

3.简述焊接1Cr18Ni9等不锈钢防止晶间腐蚀的措施。

答：

调整焊缝的化学成份，加入稳定化元素减少形成碳化铬的可能性，如加入钛或铌等。

减少焊缝中的含碳量，可以减少和避免形成铬的碳化物，从而降低形成晶界腐蚀的倾向，含碳量在0.04%以下，称为"超低碳"不锈钢，就可以避免铬的碳化物生成。

工艺措施，控制在危险温度区的停留时间，防止过热，快焊快冷，使碳来不及析出。

4.试分析低合金耐热钢的焊接工艺要点

答：

1）焊接方法：

采用熔焊方法

2）焊前准备：

切割下料时边缘开裂

3）焊接材料的选择：

与母材一致

4）预热和焊后热处理。

5.试分析灰铸铁冷焊时焊接接头易发生冷裂纹的原因及防止措施

冷裂纹的原因：

1）奥氏体晶粒长大；2）白口铁的收缩率大；3）易产生渗碳体及马氏体等等

防止措施：

预热，大径直焊条，大电流，保温，焊后热处理。

6.为什么热影响区的最高硬度可以说明金属材料的冷裂纹敏感区？

答：

因为它不仅反映了钢种化学成分的影响，而且反映了金属组织的作用。

7.对耐热钢焊接接头性能有哪些基本要求？

答：

接头的等强性；

接头的热稳定性；

接头的抗脆断性；

接头的物理均一性。

8.简述焊接1Cr18Ni12Mo2Ti钢防止刀状腐蚀的措施。

答：

.降低母材的含碳量

.采用合理的焊接工艺，小的热输入

9.中碳钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？

焊接工艺要点是什么？

答：

采用低氢型焊接材料、注意强度匹配原则、不允许预热的选CrNi不锈钢焊条、热处理前焊接时应使化学成分匹配、热处理后焊接时选低氢型焊条；工艺要点：

要预热，控制层间温度，要缓慢冷却，控制M含量，

焊后要进行消除应力退火、要后热，去氢处理。

10.低温钢指的是哪类钢材？

按显微组织可将其分为哪几种类型？

焊接含Ni较高的低温钢时要注意哪些问题？

答：

低温钢是指工作在-10~-196℃温度的钢。

按显微组织分为铁素体型、低碳马氏体型和奥氏体型。

注意的问题：

焊接材料必须使焊缝金属具有与母材相近的低温韧性和线性膨胀系数；

防止磁偏吹现象；

防止热裂纹。

11.焊接奥氏体不锈钢时产生热裂纹的原因是什么？

应采取哪些措施来防止热裂纹的产生？

答：

奥氏体不锈钢焊接时具有较大的热裂纹敏感性。

防止措施

严格控制焊缝金属中有害杂质元素的含量；

调整焊缝的化学成分；

尽量减少熔池过热，以防止形成粗大的柱状晶。

12.灰铸铁焊接时，采用电弧热焊工艺的优点是什么？

大体工艺过程是怎么样的？

优点：

电弧热焊可有效减小焊接接头的温差，改善接头应力状态，有效防止冷裂纹的产生；焊接接头石墨化充分，可防止白口及淬硬组织产生。

工艺过程：

预热

焊前清理

造型

焊接

焊后缓冷

13.分析奥氏体不锈钢产生应力腐蚀开裂的原因，并说出其防止措施。

原因：

拉应力和腐蚀介质共同作用；

接头中焊接残余应力较大，加大腐蚀介质的作用。

措施：

合理设计焊接接头；消除或降低焊接接头的残余应力；正确选用材料。

14.简述低合金耐热钢的焊接性，并分析其焊接工艺要点。

焊接性：

主要问题是焊缝及热影响区淬硬性与冷裂纹敏感性。

热影响区的软化问题

接头再热裂纹

明显的回火脆性。

工艺要点：

焊接方法

焊前准备

焊接材料的选择

预热和焊后热处理

15.中碳调质钢可归纳为哪几类型？

试作中碳调质钢焊接性要点分析。

Cr钢

Cr-Mo钢

Cr-Mn-Si钢

Cr-Ni-Mo钢

超高强度钢。

要点：

焊缝中的结晶裂纹

冷裂纹

过热区的软化

焊接热影响区的软化

16.高碳钢焊接主要应用于哪些范围？

焊接时应注意哪些问题？

答：

大多数用于焊接修复。

注意：

焊接方法主要是焊条电弧焊；

焊接材料通常不用高碳钢；

应该先退火再焊接；

焊前预热；

采取与中碳钢相同的工艺措施；

焊后保温，消除应力处理；

减少内应力。

17.在什么情况下低碳钢的焊接性会变差？

在低温条件下对低碳钢施焊时的焊接工艺要点是什么？

答：

母材不合格，杂质多；低碳钢冶炼方法旧，含氮高；低碳沸腾钢；焊接方法不当。

工艺要点：

①预热并保持层间温度；②采用低氢焊接材料；③定位焊加大电流减缓速度；④注意引弧和灭弧细节；⑤改善施工条件。

18.试述中碳调质钢分别在调质状态和退火状态焊接时的焊接工艺要点。

调质状态焊接工艺要点：

正确选定预热温度，焊接后及时进行回火处理；注意层间温度和焊接后热处理温度；采用热量集中、能量密度大的焊接方法；焊接热输入要小；正确选用焊材。

退火状态焊接工艺要点：

①常用的焊接方法都可采用；

②正确选用焊接材料；③正确选择焊接工艺参数。

19.试述焊接奥氏体不锈钢时防止焊接接头产生晶间腐蚀的措施。

①冶金措施：

双相组织；稳定化元素；超低碳。

②工艺措施：

合适的焊接方法；参数；操作；快速冷却；固溶处理或稳定化处理。

四、判断题

1.用于焊接结构的材料品种现在有很大的发展，其中也包括非金属材料（√）

2.不同的金属对焊接工艺的适应性不同，这种适应性即指焊接性（√）

3.斜Y形坡口焊接裂纹实验主要用于评价低碳钢和中碳钢焊缝的冷裂纹敏感性（×）

4.低碳钢通常情况下不会应为焊接而引起严重硬化组织和淬火组织（√）

5.高碳钢不用于制造焊接结构，其焊接多数为焊接修复（√）

6.12MnV、14MnNb、16Mn三种钢的焊接性和焊接工艺是基本相同的（√）

7.不锈钢是ω（Mn）>12%的钢，但不锈钢并不一定耐酸腐蚀（×）

8.焊接铝及铝合金比钢要消耗更多的热量，宜采用热量集中、功率大的热源（√）

9.焊接铜及铜合金时，出现气孔的倾向比低碳钢严重的多（√）

10.堆焊既可以制造新零件，又可用于修复就零件（√）

8.铝及铝合金熔化极氩弧焊目前都采用直流反极性进行焊接（√）

9.灰铸铁焊接时铸铁型焊缝采用小直径焊条，小电流断续焊工艺（×）

10.用于高温条件下的铁素体不锈钢，焊接时必须采用成分基本与母材匹配的填充材料（√）

11.奥氏体不锈钢焊前必须预热（×）

12.奥氏体不锈钢采用大热输入方法焊接（×）

13.冷裂纹在低合金高强度焊接中是较为常见的缺陷（√）

14.中碳钢焊后最好立即消除应力热处理，在焊件冷却到预热温度或层间温度之前进行（√）

15.层状撕裂主要与钢的冶炼质量、板厚、接头形式和Z向应力有关，与钢材强度有直接关系（×）

16.热轧及正火钢不同的焊接方法对产品质量无显著影响（√）

17.淬硬倾向大、含碳量和合金元素量较高的正火钢焊接时采用大热输入的效果不如采用消热输入+预热更合理（√）

18.淬硬倾向大、含碳量和合金元素量较高的正火钢焊接时采用热输入偏大一些较好（√）

19.中碳调质钢焊接热源越分散，对减小软化月有利（×）