第一篇：焊接冶金學(xué)—材料焊接性課后答案

第三章：合金結(jié)構(gòu)焊接熱影響區(qū)（HAZ）最高硬度

1．分析熱軋鋼和正火鋼的強(qiáng)化方式和主強(qiáng)化元素又什么不同，二者的焊接性有何差別？在制定焊接工藝時(shí)要注意什么問題？ 答：熱軋鋼的強(qiáng)化方式有：（1）固溶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Mn，Si。（2）細(xì)晶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V。（3）沉淀強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V.；正火鋼的強(qiáng)化方式：（1）固溶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：強(qiáng)的合金元素（2）細(xì)晶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當(dāng)量較低冷裂紋傾向不大，正火鋼含有合金元素較多，淬硬性有所增加，碳當(dāng)量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200℃以上的熱影響區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，而是、正火鋼在該條件下粗晶區(qū)的V析出相基本固溶，抑制A長大及組織細(xì)化作用被削弱，粗晶區(qū)易出現(xiàn)粗大晶粒及上貝氏體、M-A等導(dǎo)致韌性下降和時(shí)效敏感性增大。制定焊接工藝時(shí)根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)、板厚、使用性能要求及生產(chǎn)條件選擇焊接方法。

2．分析Q345的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求。答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當(dāng)量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，而轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂扛叩呢愂象w與馬氏體具有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含錳高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達(dá)到沉淀強(qiáng)化作用可以消除焊接接頭中的應(yīng)力裂紋。被加熱到1200℃以上的熱影響區(qū)過熱區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經(jīng)過600℃×1h退火處理，韌性大幅提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小。；焊接材料：對(duì)焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊：焊劑SJ501，焊絲H08A/H08MnA.電渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoA。CO2氣體保護(hù)焊：H08系列和YJ5系列。預(yù)熱溫度：100～150℃。焊后熱處理：電弧焊一般不進(jìn)行或600～650℃回火。電渣焊900～930℃正火，600～650℃回火

3.Q345與Q390焊接性有何差異？Q345焊接工藝是否適用于Q390焊接，為什么？ 答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學(xué)成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，從而使Q390的碳當(dāng)量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工藝不一定適用于Q390的焊接，因?yàn)镼390的碳當(dāng)量較大，一級(jí)Q345的熱輸入叫寬，有可能使Q390的熱輸入過大會(huì)引起接頭區(qū)過熱的加劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區(qū)的脆化也變的嚴(yán)重。

4.低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對(duì)焊接材料有什么影響？ 答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)對(duì)焊接接頭強(qiáng)韌性的影響。由于一般不進(jìn)行焊后熱處理，要求焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)接近母材的力學(xué)性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼，根據(jù)焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進(jìn)行選擇焊接材料，對(duì)于焊后需要進(jìn)行處理的構(gòu)件，焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)與基體金屬相近。

5.分析低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問題？簡述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝要點(diǎn)，典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接熱輸入應(yīng)控制在什么范圍？在什么情況下采用預(yù)熱措施，為什么有最低預(yù)熱溫度要求，如何確定最高預(yù)熱溫度。（P81）答：焊接時(shí)易發(fā)生脆化，焊接時(shí)由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。焊接工藝特點(diǎn)：① 要求馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度不能太快，使馬氏體有一“自回火”作用，以防止冷裂紋的產(chǎn)生；② 要求在800~500℃之間的冷卻速度大于產(chǎn)生脆性混合組織的臨界速度。此外，焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動(dòng)的運(yùn)條技術(shù);典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼在Wc＞0.18％時(shí)不應(yīng)提高冷速，Wc＜0.18％時(shí)可提高冷速（減小熱輸入）焊接熱輸入應(yīng)控制在小于481KJ/cm；當(dāng)焊接熱輸入提高到最大允許值裂紋還不能避免時(shí)，就必須采用預(yù)熱措施，當(dāng)預(yù)熱溫度過高時(shí)不僅對(duì)防止冷裂紋沒有必要，反而會(huì)使800～500℃的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)韌性下降，所以需要避免不必要的提高預(yù)熱溫度，包括層間溫度，因此有最低預(yù)熱溫度。通過實(shí)驗(yàn)后確定鋼材的焊接熱輸入的最大允許值，然后根據(jù)最大熱輸入時(shí)冷裂紋傾向再來考慮，是否需要采取預(yù)熱和預(yù)熱溫度大小，包括最高預(yù)熱溫度。

6.低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼都屬于調(diào)質(zhì)鋼，他們的焊接熱影響區(qū)脆化機(jī)制是否相同？為什么低碳鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接可以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后熱處理？ 答：低碳調(diào)質(zhì)鋼：在循環(huán)作用下，t8/5繼續(xù)增加時(shí)，低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼發(fā)生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M-A組元的形成。中碳調(diào)質(zhì)鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當(dāng)大淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低，無自回火過程，因而在焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生大量M組織大致脆化。低碳調(diào)質(zhì)鋼一般才用中、低熱量對(duì)母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進(jìn)行及時(shí)的熱處理能獲得最佳性能焊接接頭。

7.比較Q345、T-1鋼、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、熱裂和消除應(yīng)裂紋的傾向.答：

1、冷裂紋的傾向：Q345為熱扎鋼其碳含量與碳當(dāng)量較底，淬硬傾向不大，因此冷裂紋敏感傾向較底。T-1鋼為低碳調(diào)質(zhì)鋼，加入了多種提高淬透性的合金元素，保證強(qiáng)度、韌性好的低碳自回火M和部分下B的混合組織減緩冷裂傾向，2.25Cr-1Mo為珠光體耐熱鋼，其中Cr、Mo能顯著提高淬硬性，控制Cr、Mo的含量能減緩冷裂傾向，2.25-1Mo冷裂傾向相對(duì)敏感。30CrMnSiA為中碳調(diào)質(zhì)鋼，其母材含量相對(duì)高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的過飽和度，點(diǎn)陣畸變更嚴(yán)重，因而冷裂傾向更大。

2、熱裂傾向Q345含碳相對(duì)低，而Mn含量高，鋼的Wmn/Ws能達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能，熱裂傾向較小。T-1鋼含C低但含Mn較高且S、P的控制嚴(yán)格因此熱裂傾小。30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高，焊縫凝固結(jié)晶時(shí)，固-液相溫度區(qū)間大，結(jié)晶偏析嚴(yán)重，焊接時(shí)易產(chǎn)生潔凈裂紋，熱裂傾向較大。

3、消除應(yīng)力裂紋傾向：鋼中Cr、Mo元素及含量對(duì)SR產(chǎn)生影響大，Q345鋼中不含Cr、Mo，因此SR傾向小。T-1鋼令Cr、Mo但含量都小于1%，對(duì)于SR有一定的敏感性；SR傾向峽谷年隊(duì)較大，2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相對(duì)都較高，SR傾向較大。

8.同一牌號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)質(zhì)狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)焊接工藝有什么差別？為什么中碳調(diào)質(zhì)鋼一般不在退火的狀態(tài)下進(jìn)行焊接？ 答：在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，若為消除熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋產(chǎn)生，必須適當(dāng)采用預(yù)熱，層間溫度控制，中間熱處理，并焊后及時(shí)進(jìn)行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應(yīng)采用熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。

在退火狀態(tài)下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時(shí)，焊縫金屬的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，可采用很高的預(yù)熱溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不出現(xiàn)裂紋。因?yàn)橹刑颊{(diào)質(zhì)鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態(tài)下焊接處理不當(dāng)易產(chǎn)生延遲裂紋，一般要進(jìn)行復(fù)雜的焊接工藝，采取預(yù)熱、后熱、回火及焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。

9珠光體耐熱鋼的焊接性特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同?珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強(qiáng)度用鋼有什么不同？why？ 答：珠光體耐熱鋼和低碳調(diào)質(zhì)鋼都存在冷裂紋，熱影響區(qū)硬化脆化以及熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋，但是低碳調(diào)質(zhì)鋼中對(duì)于高鎳低錳類型的剛有一定的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當(dāng)材料選擇不當(dāng)時(shí)才可能常產(chǎn)生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強(qiáng)度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因?yàn)橹楣怏w耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強(qiáng)度要求。

10低溫鋼用于-40度和常溫下使用時(shí)在焊接工藝和材料上選擇是否有所差別？why？ 答：低溫鋼為了保證焊接接頭的低溫脆化及熱裂紋產(chǎn)生要求材料含雜質(zhì)元素少，選擇合適的焊材控制焊縫成分和組織形成細(xì)小的針狀鐵素體和少量合金碳化物，可保證低溫下有一定的AK要求。對(duì)其低溫下的焊接工藝選擇采用SMAW時(shí)用小的線能量焊接防止熱影響區(qū)過熱，產(chǎn)生WF 和粗大M,采用快速多道焊減少焊道過熱。采用SAW時(shí)，可用振動(dòng)電弧焊法防止生成柱狀晶。

第四章 不銹鋼及耐熱鋼的焊接

1.不銹鋼焊接時(shí)，為什么要控制焊縫中的含碳量？如何控制焊縫中的含碳量？答：焊縫中的含碳量易形成脆硬的淬火組織，降低焊縫的韌性，提高冷裂紋敏感性。碳容易和晶界附近的Cr結(jié)合形成Cr的碳化物Cr23C6，并在晶界析出，造成“貧Cr”現(xiàn)象，從而造成晶間腐蝕。選擇含碳量低的焊條和母材，在焊條中加入Ti，Zr，Nb，V等強(qiáng)碳化物形成元素來降低和控制含氟中的含碳量。

2.為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數(shù)量的鐵素體組織？通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？答：焊縫中的δ相可打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù)，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%~12%的δ相。通過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，來控制焊縫中的鐵素體含量。

3.18-8型不銹鋼焊接接頭區(qū)域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接頭有三個(gè)部位能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象：{1}焊縫區(qū)晶間腐蝕。產(chǎn)生原因根據(jù)貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，導(dǎo)致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐蝕介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學(xué)腐蝕；{2}熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕。是由于敏化區(qū)在高溫時(shí)易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區(qū)晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區(qū)，其實(shí)質(zhì)也是與M23C6沉淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過熱和中溫敏化連過程依次作用是其產(chǎn)生的的必要條件。防止方法：{1}控制焊縫金屬化學(xué)成分，降低C%，加入穩(wěn)定化元素Ti、Nb；{2} 控制焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織{γ+15%δ}；{3}控制敏化溫度范圍的停留時(shí)間；{4}焊后熱處理：固溶處理，穩(wěn)定化處理，消除應(yīng)力處理。

4.簡述奧氏體不銹鋼產(chǎn)生熱裂紋的原因？在母材和焊縫合金成分一定的條件下，焊接時(shí)應(yīng)采取何種措施防止熱裂紋？答：產(chǎn)生原因：{1}奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力；{2}奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于雜質(zhì)偏析，而促使形成晶間液膜，顯然易于促使產(chǎn)生凝固裂紋；{3}奧氏體鋼及焊縫的合金組成較復(fù)雜，不僅S、P、Sn、Sb之類雜質(zhì)可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限{如Si、Nb}，也易形成易溶共晶。防止方法：{1}嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)元素{S、P—可形成易溶液膜};{2}形成雙向組織，以FA模式凝固，無熱裂傾向；{3}適當(dāng)調(diào)整合金成分：Ni<15%，適當(dāng)提高鐵素體化元素含量，使焊縫δ%提高，從而提高抗裂性；Ni>15%時(shí)，加入Mn、W、V、N和微量Zr、Ta、Re{<0.01%}達(dá)到細(xì)化焊縫、凈化晶界作用，以提高抗裂性；{4}選擇合適的焊接工藝。

5.奧氏體鋼焊接時(shí)為什么常用“超合金化”焊接材料？答：為提高奧氏體鋼的耐點(diǎn)蝕性能，采用較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。提高Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負(fù)偏析顯著減少，更有利于提高耐點(diǎn)蝕性能。

6.鐵素體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問題？焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊時(shí)如何選擇焊接材料？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：易出現(xiàn)問題：{1}焊接接頭的晶間腐蝕；{2}焊接接頭的脆化①高溫脆性②σ相脆化③475℃脆化。SMAW要求耐蝕性：選用同質(zhì)的鐵素體焊條和焊絲；要求抗氧化和要求提高焊縫塑性：選用A焊條和焊絲。CO2氣保焊選用專用焊絲H08Cr20Ni15VNAl。焊接工藝特點(diǎn)：{1}采用小的q/v，焊后快冷——控制晶粒長大；{2}采用預(yù)熱措施，T℃<=300℃——接頭保持一定ak；{3}焊后熱處理，嚴(yán)格控制工藝——消除貧Cr區(qū);{4}最大限度降低母材和焊縫雜質(zhì)——防止475℃脆性產(chǎn)生；{5}根據(jù)使用性能要求不同，采用不同焊材和工藝方法。

7.何為“脆化現(xiàn)象”？鐵素體不銹鋼焊接時(shí)有哪些脆化現(xiàn)象，各發(fā)生在什么溫度區(qū)域？如何避免？答：“脆化現(xiàn)象”就是材料硬度高，但塑性和韌性差。現(xiàn)象：{1}高溫脆性：在900~1000℃急冷至室溫，焊接接頭HAZ的塑性和韌性下降。可重新加熱到750~850℃，便可恢復(fù)其塑性。{2}σ相脆化：在570~820℃之間加熱，可析出σ相。σ相析出與焊縫金屬中的化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時(shí)間以及預(yù)先冷變形有關(guān)。加入Mn使σ相所需Cr的含量降低，Ni能使形成σ相所需溫度提高。{3}475℃脆化：在400~500℃長期加熱后可出現(xiàn)475℃脆性適當(dāng)降低含Cr量，有利于減輕脆化，若出現(xiàn)475℃脆化通過焊后熱處理來消除。

8.馬氏體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問題，在焊接材料的選用和工藝上有什么特點(diǎn)？制定焊接工藝時(shí)應(yīng)采取哪些措施？答：易出現(xiàn)冷裂紋、粗晶脆化。焊接材料的選用：{1}對(duì)簡單的Cr13型，要保證性能，要求S、P、Si，C含量較低，使淬硬性下降，更要保證焊接接頭的耐蝕性。{2}對(duì)Cr12為基加多元元素型，希望 焊縫成分接近母材，形成均一的細(xì)小M組織。{3}對(duì)于超低C復(fù)相M鋼，采用同質(zhì)焊材，焊后經(jīng)超微細(xì)復(fù)相化處理，可使焊縫的強(qiáng)韌化約等于母材水平。工藝特點(diǎn):{1}預(yù)熱溫度高{局部或整體}T℃=150-260℃；{2}采用小的q/v：防止近縫區(qū)出現(xiàn)粗大α和κ析出；{3}選用低H焊條：焊縫成分與母材同質(zhì)，高碳M可選用A焊條焊接.9.雙相不銹鋼的成分和性能特點(diǎn)，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊接性有何不同？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：雙相不銹鋼是在固溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含量至少也要達(dá)到30%的不銹鋼。這類鋼綜合了A不銹鋼和F不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、強(qiáng)度及優(yōu)良的耐氧化物應(yīng)力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：{1}其凝固模式以F模式進(jìn)行；{2}焊接接頭具有優(yōu)良的耐蝕性，耐氯化物SCC性能，耐晶間腐蝕性能，但抗H2S的SCC性能較差;{3}焊接接頭的脆化是由于Cr的氮化物析出導(dǎo)致；{4}雙相鋼在一般情況下很少有冷裂紋，也不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。焊接工藝特點(diǎn)：{1}焊接材料應(yīng)根據(jù)“適用性原則”，不同類型的雙相鋼所用焊材不能任意互換，可采取“適量”超合金化焊接材料；{2}控制焊接工藝參數(shù)，避免產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，可適當(dāng)緩冷，以獲得理想的δ/γ相比例；{3}A不銹鋼的焊接注意點(diǎn)同樣適合雙相鋼的焊接。

10.從雙相不銹鋼組織轉(zhuǎn)變的角度出發(fā)，分析焊縫中Ni含量為什么比母材高及焊接熱循環(huán)對(duì)焊接接頭組織，性能有何影響？答：雙相不銹鋼的合金以F模式凝固，凝固結(jié)束為單相δ組織，隨著溫度的下降，開始發(fā)生δ→γ轉(zhuǎn)變不完全，形成兩相組織。顯然，同樣成分的焊縫和母材，焊縫中γ相要比母材少得多，導(dǎo)致焊后組織不均勻，韌性、塑性下降。提高焊縫中Ni含量，可保證焊縫中γ/δ的比例適當(dāng)，從而保證良好的焊接性。在焊接加熱過程，整個(gè)HAZ受到不同峰值溫度的作用，最高接近鋼的固相線，但只有在加熱溫度超過原固溶處理溫度區(qū)間，才會(huì)發(fā)生明顯的組織變化，一般情況下，峰值低于固溶處理的加熱區(qū)，無顯著組織變化，γ/δ值變化不大，超過固溶處理溫度的高溫區(qū)，會(huì)發(fā)生晶粒長大和γ相數(shù)量明顯減少，緊鄰溶合線的加熱區(qū)，γ相全部溶于δ相中，成為粗大的等軸δ組織，冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相，無扎制方向而呈羽毛狀，有時(shí)具有魏氏組織特征。第五章：有色金屬

1.為什么Al-Mg及al-li合金焊接時(shí)易形成氣孔？al及其合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現(xiàn)分散小氣孔？而al-mg焊接時(shí)易出現(xiàn)焊接大氣孔？ 答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因。2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸附水，保護(hù)氣體的氫和水分等都是氫的來源。3）氫在鋁及其合金中的溶解度在凝點(diǎn)時(shí)可從0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差約20倍，這是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的重要原因之一。4)鋁的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，熔合區(qū)的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔

防止措施： 1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應(yīng)徹底清除。2）控制焊接參數(shù)，采用小熱輸入減少熔池存在時(shí)間，控制氫溶入和析出時(shí)間3）改變弧柱氣氛中的性質(zhì)

原因：1）純鋁對(duì)氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產(chǎn)生氣孔的傾向要大 2）氧化膜不致密，吸水強(qiáng)的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分?jǐn)?shù)小，而al-mg合金出現(xiàn)集中大氣孔 3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水強(qiáng)的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上冒出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。2.硬鋁及超硬鋁焊接時(shí)易產(chǎn)生什么樣的裂縫？為什么？如何防止裂紋？ 答：裂紋傾向大，鋁及硬鋁產(chǎn)生焊接熱裂紋

原因：1）易熔共晶的存在，是鋁合金焊縫產(chǎn)生裂紋的重要原因 2）線膨脹系數(shù)大，在拘束條件下焊接時(shí)易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力也是產(chǎn)生裂紋的原因之一 防止措施：1）加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm，產(chǎn)生自愈合作用 2）生產(chǎn)中采用含5%的Si，Al合金焊絲解決抗裂問題，具有很好的愈合作用 3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質(zhì)劑，細(xì)化晶粒，改善塑性韌性，并提高抗裂性 4）熱能集中焊接方法可防止形成方向性強(qiáng)的粗大柱狀晶，改善抗裂性 5）采用小電流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性問題

3.分析高強(qiáng)度鋁合金焊接接頭性能低于母材的原因及防止措施，焊后熱處理對(duì)焊接接頭性能有什么影響？什么情況下對(duì)焊接接頭進(jìn)行焊后熱處理？ 答：原因：1）晶粒粗化，降低塑性，晶界液化產(chǎn)生顯微裂紋

2）非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金haz軟化，主要發(fā)生在焊前經(jīng)冷作硬化的合金上，經(jīng)冷作硬化的鋁合金，haz峰值溫度超過再結(jié)晶溫度（200-300）區(qū)域就產(chǎn)生明顯軟化

3）時(shí)效強(qiáng)化鋁合金haz軟化，由于第二相脫溶析出聚集長大發(fā)生過時(shí)效軟化 防止措施：1）采用小的焊接熱輸入 2）對(duì)al-zn-mg合金，焊后經(jīng)自然時(shí)效可逐步恢復(fù)或接近母材的水平熱處理對(duì)接頭性能的影響：1）焊后不熱處理接頭強(qiáng)度均低于母材，特別是在時(shí)效狀態(tài)下焊接的硬鋁，即使焊后人工熱處理，接頭強(qiáng)度系數(shù)也未超過60% 2）al-zn-mg合金強(qiáng)度與焊后自然時(shí)效長短有關(guān)系，隨自然時(shí)效的增長，強(qiáng)度可接近母材要求焊縫有足夠的強(qiáng)度，則焊后要熱處理焊后要洗掉焊劑殘?jiān)?，以防焊件腐蝕

4.銅及銅合金的物理化學(xué)性能有何特點(diǎn)，焊接性如何？不同的焊接方法對(duì)銅及銅合金焊接接頭有什么影響？ 答：1）銅及銅合金的物理化學(xué)性能：優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能；冷熱加工性能好，無磁性；具有高的強(qiáng)度，抗氧化性及抗淡水，鹽水，氨堿溶液和有機(jī)化學(xué)物質(zhì)腐蝕的性能

2）焊接性： 銅及合金在焊接中難熔合，易變形，而且產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力；

銅及合金與雜質(zhì)形成多種低熔點(diǎn)共晶，焊接時(shí)出現(xiàn)熱裂紋

銅及合金焊接中易產(chǎn)生擴(kuò)散氣孔（H）反應(yīng)氣孔（冶金反應(yīng)）及氮?dú)饪祝諝庵械牡┖附咏宇^的性能變化：純銅焊接時(shí)，焊縫與焊接接頭的抗拉強(qiáng)度可與母材接近，但塑性比母材有些降低

3）焊接方法對(duì)銅及合金的接頭性能影響：

焊條電弧焊，使焊接接頭焊縫中氫氧百分比增加，zn蒸發(fā)嚴(yán)重容易形成氣孔

埋弧焊時(shí)，對(duì)中厚板焊接可獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭

氬弧焊工藝，TIG焊由于電弧能量集中易使焊接接頭產(chǎn)生難熔合及變形 MIG焊可獲得好的焊接接頭

等離子弧焊可使接頭不易變形，焊接接頭質(zhì)量達(dá)到母材

5.分析采用埋弧焊和氬弧焊焊接中等厚度純銅板的工藝特點(diǎn)，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

答：1）埋弧焊 板厚δ<20mm工件在不預(yù)熱及開坡口條件下獲得優(yōu)質(zhì)接頭，使焊接工藝大為簡化，特別適合中厚板長焊縫的焊接

2）氬弧焊 TIG具有電弧能量集中，保護(hù)效果好，熱影響區(qū)窄，操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，特別適合中板及薄小件的焊接和補(bǔ)焊

MIG下熔化效率高，熔深大，焊速快

第二篇：材料焊接性課后答案

第三章：合金結(jié)構(gòu)焊接熱影響區(qū)（HAZ）最高硬度

焊接熱影響區(qū)（heat affected zone,簡稱HAZ）最高硬度，是指焊接后焊接接頭中的熱影響區(qū)硬度的最高值。一般其硬度值采用維氏硬度來表示，例如HV10。是評(píng)價(jià)鋼種焊接性的重要指標(biāo)之一，比碳當(dāng)量更為準(zhǔn)確。采用焊接熱影響區(qū)最高硬度作為一個(gè)因子來評(píng)價(jià)金屬焊接性（包括冷裂紋敏感性），不僅反映鋼鐘化學(xué)成分的作用，還反映了焊接工藝參數(shù)影響下形成的不同組織形態(tài)的作用。

因?yàn)橛捕扰c強(qiáng)度有一定的頭條，即強(qiáng)度高，對(duì)應(yīng)的硬度也高。因此焊接熱影響區(qū)最高硬度也反映了焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度，而焊接熱影響區(qū)的強(qiáng)度超高，會(huì)導(dǎo)致其塑性降低，從而易形成裂紋或裂紋易于擴(kuò)展。另外，不同的組織形態(tài)的硬度值也不一樣，在鋼中，高碳馬氏體（孿晶馬氏體）的硬度值最高，且高碳馬氏體的塑性、韌性最差，所以焊接熱影響區(qū)最高硬度也可以間接反映接頭的性能。焊接熱影響區(qū)的最高硬度值的數(shù)值越高，其對(duì)就的強(qiáng)度就越高，韌性、塑性就越差。因些，重要結(jié)構(gòu)中，對(duì)焊接熱影響區(qū)最高硬度有一定的限制，并作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。鋼

1．分析熱軋鋼和正火鋼的強(qiáng)化方式和主強(qiáng)化元素又什么不同，二者的焊接性有何差別？在制定焊接工藝時(shí)要注意什么問題？

答：熱軋鋼的強(qiáng)化方式有：（1）固溶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Mn，Si。（2）細(xì)晶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V。（3）沉淀強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V.；正火鋼的強(qiáng)化方式：（1）固溶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：強(qiáng)的合金元素（2）細(xì)晶強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀強(qiáng)化，主要強(qiáng)化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當(dāng)量較低冷裂紋傾向不大，正火鋼含有合金元素較多，淬硬性有所增加，碳當(dāng)量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200℃以上的熱影響區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，而是、正火鋼在該條件下粗晶區(qū)的V析出相基本固溶，抑制A長大及組織細(xì)化作用被削弱，粗晶區(qū)易出現(xiàn)粗大晶粒及上貝氏體、M-A等導(dǎo)致韌性下降和時(shí)效敏感性增大。制定焊接工藝時(shí)根據(jù)材料的結(jié)構(gòu)、板厚、使用性能要求及生產(chǎn)條件選擇焊接方法。

2．分析Q345的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求。

答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當(dāng)量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，而轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂扛叩呢愂象w與馬氏體具有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含錳高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達(dá)到沉淀強(qiáng)化作用可以消除焊接接頭中的應(yīng)力裂紋。被加熱到1200℃以上的熱影響區(qū)過熱區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經(jīng)過600℃×1h退火處理，韌性大幅提高，熱應(yīng)變脆化傾向明顯減小。；焊接材料：對(duì)焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊：焊劑SJ501，焊絲H08A/H08MnA.電渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoA。CO2氣體保護(hù)焊：H08系列和YJ5系列。預(yù)熱溫度：100～150℃。焊后熱處理：電弧焊一般不進(jìn)行或600～650℃回火。電渣焊900～930℃正火，600～650℃回火

3.Q345與Q390焊接性有何差異？Q345焊接工藝是否適用于Q390焊接，為什么？

答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學(xué)成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，從而使Q390的碳當(dāng)量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工藝不一定適用于Q390的焊接，因?yàn)镼390的碳當(dāng)量較大，一級(jí)Q345的熱輸入叫寬，有可能使Q390的熱輸入過大會(huì)引起接頭區(qū)過熱的加劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區(qū)的脆化也變的嚴(yán)重。

4.低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對(duì)焊接材料有什么影響？

答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)對(duì)焊接接頭強(qiáng)韌性的影響。由于一般不進(jìn)行焊后熱處理，要求焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)接近母材的力學(xué)性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼，根據(jù)焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進(jìn)行選擇焊接材料，對(duì)于焊后需要進(jìn)行處理的構(gòu)件，焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)與基體金屬相近。

5.分析低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問題？簡述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝要點(diǎn)，典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接熱輸入應(yīng)控制在什么范圍？在什么情況下采用預(yù)熱措施，為什么有最低預(yù)熱溫度要求，如何確定最高預(yù)熱溫度。（P81）

答：焊接時(shí)易發(fā)生脆化，焊接時(shí)由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。焊接工藝特點(diǎn)：① 要求馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度不能太快，使馬氏體有一“自回火”作用，以防止冷裂紋的產(chǎn)生；② 要求在800~500℃之間的冷卻速度大于產(chǎn)生脆性混合組織的臨界速度。

此外，焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動(dòng)的運(yùn)條技術(shù);典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼在Wc＞0.18％時(shí)不應(yīng)提高冷速，Wc＜0.18％時(shí)可提高冷速（減小熱輸入）焊接熱輸入應(yīng)控制在小于481KJ/cm；當(dāng)焊接熱輸入提高到最大允許值裂紋還不能避免時(shí)，就必須采用預(yù)熱措施，當(dāng)預(yù)熱溫度過高時(shí)不僅對(duì)防止冷裂紋沒有必要，反而會(huì)使800～500℃的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)韌性下降，所以需要避免不必要的提高預(yù)熱溫度，包括層間溫度，因此有最低預(yù)熱溫度。通過實(shí)驗(yàn)后確定鋼材的焊接熱輸入的最大允許值，然后根據(jù)最大熱輸入時(shí)冷裂紋傾向再來考慮，是否需要采取預(yù)熱和預(yù)熱溫度大小，包括最高預(yù)熱溫度。

6.低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼都屬于調(diào)質(zhì)鋼，他們的焊接熱影響區(qū)脆化機(jī)制是否相同？為什么低碳鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接可以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后熱處理？

答：低碳調(diào)質(zhì)鋼：在循環(huán)作用下，t8/5繼續(xù)增加時(shí)，低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼發(fā)生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M-A組元的形成。中碳調(diào)質(zhì)鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當(dāng)大淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低，無自回火過程，因而在焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生大量M組織大致脆化。低碳調(diào)質(zhì)鋼一般才用中、低熱量對(duì)母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進(jìn)行及時(shí)的熱處理能獲得最佳性能焊接接頭。

7.比較Q345、T-1鋼、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、熱裂和消除應(yīng)裂紋的傾向.答：

1、冷裂紋的傾向：Q345為熱扎鋼其碳含量與碳當(dāng)量較底，淬硬傾向不大，因此冷裂紋敏感傾向較底。T-1鋼為低碳調(diào)質(zhì)鋼，加入了多種提高淬透性的合金元素，保證強(qiáng)度、韌性好的低碳自回火M和部分下B的混合組織減緩冷裂傾向，2.25Cr-1Mo為珠光體耐熱鋼，其中Cr、Mo能顯著提高淬硬性，控制Cr、Mo的含量能減緩冷裂傾向，2.25-1Mo冷裂傾向相對(duì)敏感。30CrMnSiA為中碳調(diào)質(zhì)鋼，其母材含量相對(duì)高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的過飽和度，點(diǎn)陣畸變更嚴(yán)重，因而冷裂傾向更大。

2、熱裂傾向Q345含碳相對(duì)低，而Mn含量高，鋼的Wmn/Ws能達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能，熱裂傾向較小。T-1鋼含C低但含Mn較高且S、P的控制嚴(yán)格因此熱裂傾小。30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高，焊縫凝固結(jié)晶時(shí)，固-液相溫度區(qū)間大，結(jié)晶偏析嚴(yán)重，焊接時(shí)易產(chǎn)生潔凈裂紋，熱裂傾向較大。

3、消除應(yīng)力裂紋傾向：鋼中Cr、Mo元素及含量對(duì)SR產(chǎn)生影響大，Q345鋼中不含Cr、Mo，因此SR傾向小。T-1鋼令Cr、Mo但含量都小于1%，對(duì)于SR有一定的敏感性；SR傾向峽谷年隊(duì)較大，2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相對(duì)都較高，SR傾向較大。

8.同一牌號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)質(zhì)狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)焊接工藝有什么差別？為什么中碳調(diào)質(zhì)鋼一般不在退火的狀態(tài)下進(jìn)行焊接？

答：在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，若為消除熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織和防止延遲裂紋產(chǎn)生，必須適當(dāng)采用預(yù)熱，層間溫度控制，中間熱處理，并焊后及時(shí)進(jìn)行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應(yīng)采用熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。

在退火狀態(tài)下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時(shí)，焊縫金屬的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，可采用很高的預(yù)熱溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不出現(xiàn)裂紋。

因?yàn)橹刑颊{(diào)質(zhì)鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態(tài)下焊接處理不當(dāng)易產(chǎn)生延遲裂紋，一般要進(jìn)行復(fù)雜的焊接工藝，采取預(yù)熱、后熱、回火及焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。

9珠光體耐熱鋼的焊接性特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同?珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強(qiáng)度用鋼有什么不同？why？

答：珠光體耐熱鋼和低碳調(diào)質(zhì)鋼都存在冷裂紋，熱影響區(qū)硬化脆化以及熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋，但是低碳調(diào)質(zhì)鋼中對(duì)于高鎳低錳類型的剛有一定的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當(dāng)材料選擇不當(dāng)時(shí)才可能常產(chǎn)生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強(qiáng)度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因?yàn)橹楣怏w耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強(qiáng)度要求。

10低溫鋼用于-40度和常溫下使用時(shí)在焊接工藝和材料上選擇是否有所差別？why？

答：低溫鋼為了保證焊接接頭的低溫脆化及熱裂紋產(chǎn)生要求材料含雜質(zhì)元素少，選擇合適的焊材控制焊縫成分和組織形成細(xì)小的針狀鐵素體和少量合金碳化物，可保證低溫下有一定的AK要求。對(duì)其低溫下的焊接工藝選擇采用SMAW時(shí)用小的線能量焊接防止熱影響區(qū)過熱，產(chǎn)生WF 和粗大M,采用快速多道焊減少焊道過熱。采用SAW時(shí)，可用振動(dòng)電弧焊法防止生成柱狀晶。

第四章 不銹鋼及耐熱鋼的焊接

1.不銹鋼焊接時(shí)，為什么要控制焊縫中的含碳量？如何控制焊縫中的含碳量？答：焊縫中的含碳量易形成脆硬的淬火組織，降低焊縫的韌性，提高冷裂紋敏感性。碳容易和晶界附近的Cr結(jié)合形成Cr的碳化物Cr23C6，并在晶界析出，造成“貧Cr”現(xiàn)象，從而造成晶間腐蝕。選擇含碳量低的焊條和母材，在焊條中加入Ti，Zr，Nb，V等強(qiáng)碳化物形成元素來降低和控制含氟中的含碳量。

2.為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數(shù)量的鐵素體組織？通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？答：焊縫中的δ相可打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù)，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%~12%的δ相。通過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，來控制焊縫中的鐵素體含量。

3.18-8型不銹鋼焊接接頭區(qū)域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接頭有三個(gè)部位能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象：{1}焊縫區(qū)晶間腐蝕。產(chǎn)生原因根據(jù)貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，導(dǎo)致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐蝕介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學(xué)腐蝕；{2}熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕。是由于敏化區(qū)在高溫時(shí)易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區(qū)晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區(qū)，其實(shí)質(zhì)也是與M23C6沉淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過熱和中溫敏化連過程依次作用是其產(chǎn)生的的必要條件。防止方法：{1}控制焊縫金屬化學(xué)成分，降低C%，加入穩(wěn)定化元素Ti、Nb；{2} 控制焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織{γ+15%δ}；{3}控制敏化溫度范圍的停留時(shí)間；{4}焊后熱處理：固溶處理，穩(wěn)定化處理，消除應(yīng)力處理。

4.簡述奧氏體不銹鋼產(chǎn)生熱裂紋的原因？在母材和焊縫合金成分一定的條件下，焊接時(shí)應(yīng)采取何種措施防止熱裂紋？答：產(chǎn)生原因：{1}奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力；{2}奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于雜質(zhì)偏析，而促使形成晶間液膜，顯然易于促使產(chǎn)生凝固裂紋；{3}奧氏體鋼及焊縫的合金組成較復(fù)雜，不僅S、P、Sn、Sb之類雜質(zhì)可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限{如Si、Nb}，也易形成易溶共晶。防止方法：{1}嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)元素{S、P—可形成易溶液膜};{2}形成雙向組織，以FA模式凝固，無熱裂傾向；{3}適當(dāng)調(diào)整合金成分：Ni<15%，適當(dāng)提高鐵素體化元素含量，使焊縫δ%提高，從而提高抗裂性；Ni>15%時(shí)，加入Mn、W、V、N和微量Zr、Ta、Re{<0.01%}達(dá)到細(xì)化焊縫、凈化晶界作用，以提高抗裂性；{4}選擇合適的焊接工藝。

5.奧氏體鋼焊接時(shí)為什么常用“超合金化”焊接材料？答：為提高奧氏體鋼的耐點(diǎn)蝕性能，采用較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。提高Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負(fù)偏析顯著減少，更有利于提高耐點(diǎn)蝕性能。

6.鐵素體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問題？焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊時(shí)如何選擇焊接材料？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：易出現(xiàn)問題：{1}焊接接頭的晶間腐蝕；{2}焊接接頭的脆化①高溫脆性②σ相脆化③475℃脆化。SMAW要求耐蝕性：選用同質(zhì)的鐵素體焊條和焊絲；要求抗氧化和要求提高焊縫塑性：選用A焊條和焊絲。CO2氣保焊選用專用焊絲H08Cr20Ni15VNAl。焊接工藝特點(diǎn)：{1}采用小的q/v，焊后快冷——控制晶粒長大；{2}采用預(yù)熱措施，T℃<=300℃——接頭保持一定ak；{3}焊后熱處理，嚴(yán)格控制工藝——消除貧Cr區(qū);{4}最大限度降低母材和焊縫雜質(zhì)——防止475℃脆性產(chǎn)生；{5}根據(jù)使用性能要求不同，采用不同焊材和工藝方法。

7.何為“脆化現(xiàn)象”？鐵素體不銹鋼焊接時(shí)有哪些脆化現(xiàn)象，各發(fā)生在什么溫度區(qū)域？如何避免？答：“脆化現(xiàn)象”就是材料硬度高，但塑性和韌性差。現(xiàn)象：{1}高溫脆性：在900~1000℃急冷至室溫，焊接接頭HAZ的塑性和韌性下降。可重新加熱到750~850℃，便可恢復(fù)其塑性。{2}σ相脆化：在570~820℃之間加熱，可析出σ相。σ相析出與焊縫金屬中的化學(xué)成分、組織、加熱溫度、保溫時(shí)間以及預(yù)先冷變形有關(guān)。加入Mn使σ相所需Cr的含量降低，Ni能使形成σ相所需溫度提高。{3}475℃脆化：在400~500℃長期加熱后可出現(xiàn)475℃脆性適當(dāng)降低含Cr量，有利于減輕脆化，若出現(xiàn)475℃脆化通過焊后熱處理來消除。

8.馬氏體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問題，在焊接材料的選用和工藝上有什么特點(diǎn)？制定焊接工藝時(shí)應(yīng)采取哪些措施？答：易出現(xiàn)冷裂紋、粗晶脆化。焊接材料的選用：{1}對(duì)簡單的Cr13型，要保證性能，要求S、P、Si，C含量較低，使淬硬性下降，更要保證焊接接頭的耐蝕性。{2}對(duì)Cr12為基加多元元素型，希望

焊縫成分接近母材，形成均一的細(xì)小M組織。{3}對(duì)于超低C復(fù)相M鋼，采用同質(zhì)焊材，焊后經(jīng)超微細(xì)復(fù)相化處理，可使焊縫的強(qiáng)韌化約等于母材水平。工藝特點(diǎn):{1}預(yù)熱溫度高{局部或整體}T℃=150-260℃；{2}采用小的q/v：防止近縫區(qū)出現(xiàn)粗大α和κ析出；{3}選用低H焊條：焊縫成分與母材同質(zhì)，高碳M可選用A焊條焊接.9.雙相不銹鋼的成分和性能特點(diǎn)，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊接性有何不同？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：雙相不銹鋼是在固溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含量至少也要達(dá)到30%的不銹鋼。這類鋼綜合了A不銹鋼和F不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、強(qiáng)度及優(yōu)良的耐氧化物應(yīng)力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：{1}其凝固模式以F模式進(jìn)行；{2}焊接接頭具有優(yōu)良的耐蝕性，耐氯化物SCC性能，耐晶間腐蝕性能，但抗H2S的SCC性能較差;{3}焊接接頭的脆化是由于Cr的氮化物析出導(dǎo)致；{4}雙相鋼在一般情況下很少有冷裂紋，也不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。焊接工藝特點(diǎn)：{1}焊接材料應(yīng)根據(jù)“適用性原則”，不同類型的雙相鋼所用焊材不能任意互換，可采取“適量”超合金化焊接材料；{2}控制焊接工藝參數(shù)，避免產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，可適當(dāng)緩冷，以獲得理想的δ/γ相比例；{3}A不銹鋼的焊接注意點(diǎn)同樣適合雙相鋼的焊接。

10.從雙相不銹鋼組織轉(zhuǎn)變的角度出發(fā)，分析焊縫中Ni含量為什么比母材高及焊接熱循環(huán)對(duì)焊接接頭組織，性能有何影響？答：雙相不銹鋼的合金以F模式凝固，凝固結(jié)束為單相δ組織，隨著溫度的下降，開始發(fā)生δ→γ轉(zhuǎn)變不完全，形成兩相組織。顯然，同樣成分的焊縫和母材，焊縫中γ相要比母材少得多，導(dǎo)致焊后組織不均勻，韌性、塑性下降。提高焊縫中Ni含量，可保證焊縫中γ/δ的比例適當(dāng)，從而保證良好的焊接性。在焊接加熱過程，整個(gè)HAZ受到不同峰值溫度的作用，最高接近鋼的固相線，但只有在加熱溫度超過原固溶處理溫度區(qū)間，才會(huì)發(fā)生明顯的組織變化，一般情況下，峰值低于固溶處理的加熱區(qū)，無顯著組織變化，γ/δ值變化不大，超過固溶處理溫度的高溫區(qū)，會(huì)發(fā)生晶粒長大和γ相數(shù)量明顯減少，緊鄰溶合線的加熱區(qū)，γ相全部溶于δ相中，成為粗大的等軸δ組織，冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相，無扎制方向而呈羽毛狀，有時(shí)具有魏氏組織特征。

第五章：有色金屬

1.為什么Al-Mg及al-li合金焊接時(shí)易形成氣孔？al及其合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現(xiàn)分散小氣孔？而al-mg焊接時(shí)易出現(xiàn)焊接大氣孔？

答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因。

2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸附水，保護(hù)氣體的氫和水分等都是氫的來源。

3）氫在鋁及其合金中的溶解度在凝點(diǎn)時(shí)可從0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差約20倍，這是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的重要原因之一。

4)鋁的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，熔合區(qū)的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔

防止措施：

1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應(yīng)徹底清除。2）控制焊接參數(shù)，采用小熱輸入減少熔池存在時(shí)間，控制氫溶入和析出時(shí)間3）改變弧柱氣氛中的性質(zhì)

原因：1）純鋁對(duì)氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產(chǎn)生氣孔的傾向要大2）氧化膜不致密，吸水強(qiáng)的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分?jǐn)?shù)小，而al-mg合金出現(xiàn)集中大氣孔3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水強(qiáng)的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上冒出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。

2.硬鋁及超硬鋁焊接時(shí)易產(chǎn)生什么樣的裂縫？為什么？如何防止裂紋？

答：裂紋傾向大，鋁及硬鋁產(chǎn)生焊接熱裂紋

原因：1）易熔共晶的存在，是鋁合金焊縫產(chǎn)生裂紋的重要原因

2）線膨脹系數(shù)大，在拘束條件下焊接時(shí)易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力也是產(chǎn)生裂紋的原因之一

防止措施：1）加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm，產(chǎn)生自愈合作用

2）生產(chǎn)中采用含5%的Si，Al合金焊絲解決抗裂問題，具有很好的愈合作用

3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質(zhì)劑，細(xì)化晶粒，改善塑性韌性，并提高抗裂性

4）熱能集中焊接方法可防止形成方向性強(qiáng)的粗大柱狀晶，改善抗裂性

5）采用小電流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性問題

3.分析高強(qiáng)度鋁合金焊接接頭性能低于母材的原因及防止措施，焊后熱處理對(duì)焊接接頭性能有什么影響？什么情況下對(duì)焊接接頭進(jìn)行焊后熱處理？ 答：原因：1）晶粒粗化，降低塑性，晶界液化產(chǎn)生顯微裂紋

2）非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金haz軟化，主要發(fā)生在焊前經(jīng)冷作硬化的合金上，經(jīng)冷作硬化的鋁合金，haz峰值溫度超過再結(jié)晶溫度（200-300）區(qū)域就產(chǎn)生明顯軟化

3）時(shí)效強(qiáng)化鋁合金haz軟化，由于第二相脫溶析出聚集長大發(fā)生過時(shí)效軟化

防止措施：1）采用小的焊接熱輸入

2）對(duì)al-zn-mg合金，焊后經(jīng)自然時(shí)效可逐步恢復(fù)或接近母材的水平

熱處理對(duì)接頭性能的影響：1）焊后不熱處理接頭強(qiáng)度均低于母材，特別是在時(shí)效狀態(tài)下焊接的硬鋁，即使焊后人工熱處理，接頭強(qiáng)度系數(shù)也未超過60%

2）al-zn-mg合金強(qiáng)度與焊后自然時(shí)效長短有關(guān)系，隨自然時(shí)效的增長，強(qiáng)度可接近母材

要求焊縫有足夠的強(qiáng)度，則焊后要熱處理

焊后要洗掉焊劑殘?jiān)?，以防焊件腐蝕

4.銅及銅合金的物理化學(xué)性能有何特點(diǎn)，焊接性如何？不同的焊接方法對(duì)銅及銅合金焊接接頭有什么影響？

答：1）銅及銅合金的物理化學(xué)性能：優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能；冷熱加工性能好，無磁性；具有高的強(qiáng)度，抗氧化性及抗淡水，鹽水，氨堿溶液和有機(jī)化學(xué)物質(zhì)腐蝕的性能

2）焊接性：銅及合金在焊接中難熔合，易變形，而且產(chǎn)生很大的焊接應(yīng)力；

銅及合金與雜質(zhì)形成多種低熔點(diǎn)共晶，焊接時(shí)出現(xiàn)熱裂紋

銅及合金焊接中易產(chǎn)生擴(kuò)散氣孔（H）反應(yīng)氣孔（冶金反應(yīng)）及氮?dú)饪祝諝庵械牡?/p>

焊接接頭的性能變化：純銅焊接時(shí)，焊縫與焊接接頭的抗拉強(qiáng)度可與母材接近，但塑性比母材有些降低

3）焊接方法對(duì)銅及合金的接頭性能影響： 焊條電弧焊，使焊接接頭焊縫中氫氧百分比增加，zn蒸發(fā)嚴(yán)重容易形成氣孔

埋弧焊時(shí)，對(duì)中厚板焊接可獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭

氬弧焊工藝，TIG焊由于電弧能量集中易使焊接接頭產(chǎn)生難熔合及變形

MIG焊可獲得好的焊接接頭

等離子弧焊可使接頭不易變形，焊接接頭質(zhì)量達(dá)到母材

5.分析采用埋弧焊和氬弧焊焊接中等厚度純銅板的工藝特點(diǎn)，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

答：1）埋弧焊 板厚δ<20mm工件在不預(yù)熱及開坡口條件下獲得優(yōu)質(zhì)接頭，使焊接工藝大為簡化，特別適合中厚板長焊縫的焊接

2）氬弧焊 TIG具有電弧能量集中，保護(hù)效果好，熱影響區(qū)窄，操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，特別適合中板及薄小件的焊接和補(bǔ)焊

MIG下熔化效率高，熔深大，焊速快

第三篇：焊接冶金學(xué)考點(diǎn)總結(jié)

焊接工藝克服阻礙金屬表面密切接觸的兩項(xiàng)措施1對(duì)被焊接的材質(zhì)施加壓力2對(duì)被焊材料加熱（局部或整體）焊接被焊工件的材質(zhì)（同種或異種）通過加熱或加壓或二者并用用或不用填充材料使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程 焊接、釬焊、粘焊本質(zhì)區(qū)別1焊接母材與焊接材料均熔化且二者形成共同的晶粒2釬焊只有釬料熔化而母材不熔化在連接處一般不容易形成共共同晶粒只有在母材與鮮釬料之間形成有相互原子滲透的機(jī)械結(jié)合3粘焊既沒有原子的相互滲透而形成共同的晶粒也沒有原子間的擴(kuò)散只是靠粘接劑與木材的粘接作用 熔焊熱源電弧熱、等離子弧熱、電子束、激光束、化學(xué)熱 壓力焊釬焊熱源電阻熱、摩擦熱、高頻感應(yīng)熱 焊接加熱區(qū)分為活性斑點(diǎn)和加熱板點(diǎn)區(qū) 焊接熱循環(huán)在焊接熱源的作用下焊件上某點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化的過程 熔滴過渡形式1短路過度2顆粒狀過度3附壁過度 短路過渡：在短弧焊時(shí)焊條端部的熔滴長大到一定尺寸與熔池發(fā)生接觸形成短路電弧熄滅的現(xiàn)象（同時(shí)在各種力的作用下熔滴過渡到熔池中電弧重新引燃）熔滴的過渡形式尺寸和過度頻率取決于藥皮的成分與厚度、焊芯直徑、焊接電流和極性等因素，堿性焊條在較大的焊接電流范圍內(nèi)主要是短路過度和大顆粒狀過度，酸性焊條主要是細(xì)顆粒狀和附壁過度 熔滴越細(xì)小其比表面積（表面積/質(zhì)量）越大 增大焊接電流或藥皮中加入表面活性物質(zhì)等可使比表面積增大有利于加強(qiáng)冶金反應(yīng) L（熔池長度）=UI*P(比例系數(shù))熔滴階段的反應(yīng)主要是在焊條末端進(jìn)行的 手工電弧焊三反應(yīng)區(qū)藥皮熔滴熔池 熔滴反應(yīng)區(qū)特點(diǎn)1熔滴溫度高2熔滴和氣體和熔渣的接觸面積大3各項(xiàng)之間的反應(yīng)時(shí)間短4熔滴和熔渣發(fā)生強(qiáng)烈的混合 熔滴反應(yīng)區(qū)主要物化反應(yīng)1氣體的溶解和分解2金屬的蒸發(fā)3金屬及其合金成分的氧化還原4焊縫金屬的合金化（反應(yīng)時(shí)間最短、溫度高、接觸面積大、有強(qiáng)烈的混合所以冶金反應(yīng)最激烈，許多反應(yīng)可達(dá)到接近終了的程度，對(duì)焊縫成分影響最大）熔合比焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例 氮：對(duì)焊接質(zhì)量的影響1促使焊縫產(chǎn)生氣孔2是提高低碳低合金鋼焊縫強(qiáng)度降低塑性和韌性的元素3促使焊縫金屬時(shí)效脆化4可作為合金元素進(jìn)入剛中 控制焊縫含氮量措施1堅(jiān)強(qiáng)焊接區(qū)的保護(hù)a焊條藥皮的保護(hù)作用取決于藥皮的成分和數(shù)量b藥芯焊絲的保護(hù)效果取決于保護(hù)成分含量和形狀系數(shù)2焊接工藝參數(shù)的影響a盡量采用短弧焊（U升高電弧變長熔滴與空氣接觸時(shí)間過長）b增大電流，熔滴過渡頻率增大接觸時(shí)間縮短c焊接速度對(duì)焊縫的含氮量影響不大d增大焊絲直徑，熔滴變粗e單層焊比多層焊含氮量低（直流正極性焊接時(shí)焊縫含氮量比反極性(焊條接正極工件接負(fù)極)時(shí)高）3利用合金元素控制含氮量a增加焊絲或藥皮中的含碳量可降低焊縫含氮量（1碳可降低氮在鐵中的溶解度2碳氧化生成CO、CO2加強(qiáng)保護(hù)作用降低氮分壓3碳的氧化引起熔池的沸騰有利于氮的逸出）b添加Ti、Al、Zr和稀土元素對(duì)氮有很大的親和力，能形成穩(wěn)定的化合物 氫：擴(kuò)散氫氫原子及氫離子的半徑很小可以在焊縫金屬晶格中自由擴(kuò)散 殘余氫氫擴(kuò)散到金屬的晶格缺陷、顯微裂紋或非金屬夾雜物邊緣的微小空隙中時(shí)結(jié)合成氫分子，由于分子的半徑大而不能自由擴(kuò)散 氫的動(dòng)態(tài)行為金屬中的氫含量因擴(kuò)散的緣故隨時(shí)間的變化，擴(kuò)散氫減少殘余氫增加而總氫量下降（擴(kuò)散氫一部分從焊縫逸出一部分變?yōu)闅堄鄽洌鋵?duì)焊接質(zhì)量的影響1形成氣孔（熔池凝固結(jié)晶時(shí)溶解度突然下降，使氫處于過飽和狀態(tài)促使發(fā)生2H=H2反應(yīng)生成分子在液態(tài)金屬中形成氣泡，當(dāng)氣泡向外逸出的速度低于熔池的凝固速度時(shí)，就在焊縫中形成氣孔）2產(chǎn)生冷裂紋焊接接頭冷卻到較低溫度時(shí)（對(duì)于鋼來說在Ms溫度以下）時(shí)產(chǎn)生的焊接裂紋成冷裂紋3造成氫脆氫在室溫附近使鋼塑性嚴(yán)重下降現(xiàn)象稱為氫脆，是由于原子氫擴(kuò)散聚集到鋼顯微空隙中結(jié)合為分子氫造成空隙內(nèi)產(chǎn)生很高的壓力阻礙金屬塑性變形導(dǎo)致金屬變脆4出現(xiàn)白點(diǎn)白點(diǎn)是出現(xiàn)在焊縫金屬拉伸或彎曲試件的斷面上的一種白色圓形斑點(diǎn)中心含有微細(xì)氣孔或夾雜物，周圍則為銀白色的脆化部分，其形狀類似于魚眼珠中的白點(diǎn)它主要是在外力作用下，氫在微小氣孔和夾雜物處的集結(jié)造成脆化 控制氫的措施1限制焊接材料中的含氫量2清除工件及焊絲表面的污垢雜質(zhì)工件坡口附近以及焊絲表面上的鐵銹油污水分等使焊縫増氫的因素3冶金處理a焊條藥皮和焊劑中加入氟化物b控制焊接材料的氧化還原勢c在焊條藥皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素Y/Te /Se可大幅降低擴(kuò)散氫的含量4控制焊接工藝參數(shù)5焊后脫氫處理（焊后把焊件加熱到一定溫度促使氫擴(kuò)散逸出的工藝叫做脫氫處理）熔渣種類：1鹽類熔渣 主要是由金屬氟酸鹽氯酸鹽

和不含氟的化合物組成的屬于這個(gè)類型的渣系有CaF2-NaF、CaF2-BaCl2-NaF等鹽型熔渣的氧化性很小，所以主要應(yīng)用于焊接鋁、鈦及其他化學(xué)活性金屬及其合金2鹽-氧化物型熔渣主要有氟化物和強(qiáng)金屬氧化物組成的CaF2-CaO-Al2O3等都屬于這類熔渣它們主要用于焊接合金鋼及合金，因?yàn)檫@類型的熔渣氧化性較小3氧化物型熔渣主要有金屬氧化物組成這類熔渣含有較多的弱氧化物，因此氧化性較強(qiáng)主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼 熔渣在焊接工藝中的作用1機(jī)械保護(hù)作用2冶金處理作用3改善焊接工藝性能 熔渣的活性、粘度和表面張力等都與熔渣的堿度有密切關(guān)系 熔渣的粘度取決于熔渣的成分和溫度，實(shí)際上取決于熔渣的結(jié)構(gòu) 氧：氧對(duì)焊接質(zhì)量的影響1焊縫的強(qiáng)度韌性和塑性明顯的下降尤其是焊縫金屬的低溫沖擊韌度急劇下降，引起焊縫金屬的時(shí)效硬化、熱脆及冷脆等，以及物理機(jī)化學(xué)性能的變化2形成氣孔在熔池階段，溶解的氧與碳發(fā)生冶金反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物是不容于水的Co如果在熔池進(jìn)行凝固時(shí)Co氣泡來不及逸出就會(huì)形成Co氣孔3燒損有益合金元素從而使焊縫金屬性能變壞4形成飛濺 在熔滴中所進(jìn)行的氧與碳的冶金反應(yīng)生成CO受熱膨脹造成熔滴爆炸，形成飛濺破壞焊接過程的穩(wěn)定性 控制氧的措施是預(yù)防和脫氧1采用純度高的焊接材料（盡量采用不含或少含氧量的焊接材料）2控制焊接工藝參數(shù)，盡可能的采用短弧焊（增加電弧電壓使空氣容易侵入電弧并且增加了氧與熔滴接觸的時(shí)間，致使焊縫含氧量增加）3采用冶金方法進(jìn)行脫氧通過向焊絲或焊條藥皮中加入某種合金元素，是這些合金元素在焊接過程中被氧化從而保護(hù)被焊金屬及其合金元素不被氧化 焊縫金屬的脫氧用于脫氧的元素或鐵合金稱為脫氧劑

脫氧就是焊絲焊劑或焊條藥皮中加入某種元素使它在焊接過程中奪取氧而自身被氧化，使被焊金屬不被氧化或減少氧化 目的減少焊縫中的含氧量 選擇脫氧劑的原則1在焊接溫度下脫氧劑的親和力應(yīng)大于母材對(duì)氧的親和力，焊接鐵基合金時(shí)AL、Ti、Si、Mn等可作為脫氧劑2脫氧產(chǎn)物不溶于液態(tài)金屬其密度也應(yīng)小于液態(tài)金屬的密度從而使脫氧產(chǎn)物盡快上浮到液體上以減少夾雜物的數(shù)量提高脫氧效果3綜合考慮脫氧劑對(duì)焊縫成分、力學(xué)性能及焊接工藝性能的影響4在滿組技術(shù)要求的前提下應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)實(shí)用性 先期脫氧藥皮加熱階段固態(tài)藥皮中進(jìn)行的脫氧反應(yīng)特點(diǎn)脫氧過程和脫氧產(chǎn)物與熔滴不發(fā)生直接關(guān)系 先期脫氧的效果取決于脫氧劑對(duì)氧的親和力、它的粒度、氧化劑與脫氧劑的比例、焊接電流密度等 沉淀脫氧是在熔滴和熔池中進(jìn)行原理是溶解在液態(tài)金屬中的脫氧劑和FeO直接反應(yīng)把鐵還原脫氧產(chǎn)物浮出液態(tài)金屬 增加金屬中含Mn量減少渣中MnO可提高脫氧效果，一定溫度下加入過多Mn會(huì)形成固態(tài)產(chǎn)物易造成焊縫夾雜 擴(kuò)散脫氧的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)因脫氧而造成夾雜 合金過渡把需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬中的過程 合金過渡的目的1補(bǔ)償焊接過程中由于氧化蒸發(fā)造成合金元素?fù)p失2消除焊接缺陷改善焊縫金屬的組織和性能a向焊縫金屬中過渡錳可消除硫引起的熱裂紋b向焊縫中加入AL、Ti、Mo等合金元素以細(xì)化晶粒提高焊縫韌性3獲得特殊性能的堆焊金屬 合金過度系數(shù)焊接材料的合金元素過渡到焊縫金屬中的數(shù)量與其原始含量的百分比 影響過度系數(shù)的因素1合金元素的物理化學(xué)性質(zhì)2合金元素的含量3合金劑的粒度4藥皮或焊劑的成分5藥皮質(zhì)量系數(shù) E4315 其中E表示焊條 43表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值（以kgf/mm2計(jì)）1表示焊條適用于全位置焊接 5表示焊條藥皮為低氫鈉型，并可采用直流反接焊接；J507 其中J代表結(jié)構(gòu)鋼焊條50焊縫金屬抗拉強(qiáng)度不低于490MPa（50kgf/mm2）7 低氫型藥皮、直流 藥皮作用1保護(hù)2冶金3是焊條具有較好的工藝性能 藥皮原材料作用1引弧2造渣3造氣4脫氧5合金化6粘結(jié)7成形種類1金屬及鐵合金2礦物3化工產(chǎn)品4有機(jī)物 焊條工藝性能1焊接電弧的穩(wěn)定性2焊縫成形3焊接位置適應(yīng)性4飛濺5脫渣性6焊條融化速度7焊皮的發(fā)紅程度及焊條發(fā)塵量

焊劑作用隔離空氣保護(hù)焊接區(qū)金屬不受空氣侵害以及進(jìn)行冶金處理 焊劑質(zhì)量要求1良好的冶金性能2良好的工藝性能3焊劑顆粒應(yīng)符合要求4含水量不得大于0.10%5機(jī)械夾雜物的含量不得大于0.30%6含硫量不得大于0.06%含磷量不得大于0.08% 高硅焊劑 1高硅無錳或低錳焊劑配合高錳焊絲（Mn=1.5-1.9%）2高硅中錳的含錳焊絲（0.8-1.1%）3（我國之最）高硅高猛焊劑配合低碳鋼焊絲或含錳焊絲（焊縫金屬含氧量及含磷量較高韌脆轉(zhuǎn)變溫度高不宜用于焊接對(duì)于低溫人性要求較高的結(jié)構(gòu)）影響焊縫成形因素1熔渣凝固溫度2熔渣粘度3熔渣表面張力 影響脫渣因素1熔渣與焊縫金屬的線膨脹系數(shù)相差越大冷卻時(shí)熔渣越容易與焊縫金屬脫離2熔渣的氧化性3熔渣松脆性 藥芯比實(shí)心焊絲優(yōu)點(diǎn)工藝性好飛濺小焊縫成形美觀可采用大電流進(jìn)行全位置焊接熔敷效率高 層狀偏析由于結(jié)晶過程周期性變化而化學(xué)成分分布不均勻造成的焊縫斷面的分層現(xiàn)象（熔池金屬結(jié)晶時(shí)在結(jié)晶前沿的液體金屬中溶質(zhì)的濃度較高同時(shí)也富集了一些雜質(zhì)當(dāng)冷卻速度較慢時(shí)這一層濃度較高的溶質(zhì)和雜質(zhì)可以通過擴(kuò)散而減輕偏析程度但冷卻速度很快時(shí)還沒來得及均勻化就已凝固，造成了溶質(zhì)和雜質(zhì)較多的結(jié)晶層這些分層式由于結(jié)晶周期性變化而化學(xué)成分不均勻分布造成的）熔池凝固條件及特點(diǎn)1熔池體積小冷卻速度大2熔池金屬處于過熱狀態(tài)3熔池在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下凝固4聯(lián)生結(jié)晶 焊縫三種偏析顯微區(qū)域?qū)訝?焊縫希望獲得的固相相變組織針狀鐵素體細(xì)珠光體下貝氏體板條馬氏體 改善焊縫固態(tài)相變組織的途徑焊后熱處理多層焊接錘擊焊道表面跟蹤回火處理 焊縫中產(chǎn)生氣孔的根本原因高溫是金屬溶解了較多的氣體在進(jìn)行冶金反應(yīng)時(shí)又產(chǎn)生了相當(dāng)多的氣體這些氣體在焊縫凝固過程中來不及逸出 兩類氣孔的形成①高溫時(shí)某些氣體溶解于熔池金屬當(dāng)凝固和變相時(shí)氣體溶解度下降來不及逸出殘留在焊縫內(nèi)部的氣體如氫氮（焊縫表面）②由冶金反應(yīng)產(chǎn)生不溶于金屬的氣體如二氧化碳水等（焊縫內(nèi)部）焊縫中形成氣孔的機(jī)理①氣泡的生核 至少具備兩個(gè)條件液態(tài)金屬中有過多飽和氣體；生核有能量消耗②氣泡的長大 氣泡核形成后要繼續(xù)長大氣泡長大滿足Ph》Po 3氣泡上浮當(dāng)氣泡長大到一定程度便開始上浮在不利條件下有可能殘留在焊縫中而形成氣孔

影響生成氣孔的因素及預(yù)防措施1冶金因素的影響（熔渣的氧化性藥皮和焊機(jī)的冶金反應(yīng)保護(hù)氣體的氣氛水分和鐵銹等）2工藝因素影響（焊接工藝參數(shù)電流種類電壓焊接速度等）3工藝操作方面a焊前仔細(xì)清除焊件焊絲上的污垢提別是油質(zhì)b焊條焊劑要嚴(yán)格烘干之后放置時(shí)間不得過長最好放在保溫桶隨用隨取c焊接時(shí)規(guī)范要保持穩(wěn)定對(duì)于低氫型焊條盡量采用短弧焊并適當(dāng)配合擺動(dòng)以利氣體逸出 焊縫中常遇到的夾雜物①氧化物 氧化夾雜物主要是SiO2其次是MnO、TiO2和Al2O3這種夾雜物若密集地以塊狀或片狀分布時(shí)在焊縫中全引起熱烈紋在母材中也易引起層狀撕裂焊接過程中熔池脫氧越完全焊縫中氧化物夾雜越少②氮化物 夾雜物主要是Fe4N由于是一種脆硬化合物會(huì)使焊縫硬度增高塑韌性急劇下降一般焊接條件下焊縫中很少存在氮化物夾雜只有在保護(hù)不好時(shí)才能發(fā)生③硫化物 夾雜主要源于焊條藥皮或焊劑經(jīng)冶金反應(yīng)轉(zhuǎn)入熔池夾雜物主要有兩種MnS FeS前者影響小后者影響較大因?yàn)镕eS沿晶界析出并與Fe或FeO形成低熔共晶是引起熱裂紋主要原因之一

防止焊縫中夾雜物的措施最重要的就是選擇焊條焊劑使之更好地脫氧脫硫其次是注意工藝操作1選用合適的焊接工藝參數(shù)以利熔渣的浮出2多層焊時(shí)應(yīng)注意清除前層焊縫的熔渣3焊條適當(dāng)擺動(dòng)以便熔渣浮出4操作時(shí)注意保護(hù)熔池防止空氣入侵 改善焊縫金屬工藝性能的措施焊縫的固溶強(qiáng)化變質(zhì)處理（微合金化）調(diào)整焊接工藝

跟蹤回火處理每焊完一道焊縫立即用氣焊火焰加熱加熱焊道表面溫度來控制在900~1000左右（跟蹤回火不僅改善了焊縫的組織同時(shí)改善了整個(gè)焊接區(qū)性能因此焊接質(zhì)量顯著提高）臨界板厚隨著板厚的增加冷去速度Wc增大而冷卻時(shí)間T8/5變短當(dāng)板厚增加到一定程度則Wc和T8/5不再變化此時(shí)的板厚δcr 在同樣冷卻速度下焊接時(shí)比熱處理時(shí)的脆硬傾向小 焊接時(shí)冷卻為什么會(huì)有兩種不同傾向根據(jù)金屬學(xué)原理可以知道碳化物合金元素只有它們充分溶解在奧化體的內(nèi)部才會(huì)增加奧氏體的穩(wěn)定性很顯然在熱處理?xiàng)l件下可以有充分時(shí)間使碳化物合金元素向奧氏體內(nèi)部擴(kuò)散而在焊接條件下由于加熱速度快高溫停留時(shí)間短所以這些合金元素不能充分溶解在奧氏體中因此降低了淬硬傾向組織脆化析出機(jī)理焊接HAZ出現(xiàn)脆硬組織造成根據(jù)被焊鋼種的不同焊接時(shí)冷卻條件不同在HAZ出現(xiàn)不同脆硬組織?M-A組元脆化是焊接低合金高強(qiáng)鋼時(shí)一定冷卻速度條件下形成不僅出現(xiàn)在焊縫也出現(xiàn)在HAZ增大脆性?析出脆化某些金屬或合金焊接區(qū)處于非平衡態(tài)組織化學(xué)物理上都明顯不均勻性時(shí)效和回火過程從非穩(wěn)態(tài)固溶體沿晶界析出碳化物氮化物等提高金屬或合金強(qiáng)硬度和脆性?厚板多層焊時(shí)按一般規(guī)律粗晶區(qū)組織將得到細(xì)化改善第一道粗晶區(qū)性能但某些鋼種未改善保留粗晶區(qū)組織和結(jié)晶學(xué)位向關(guān)系稱為組織遺傳這種遺傳引起的脆化為 遺傳脆化機(jī)理?在上貝氏體溫度范圍內(nèi)因奧氏體含碳量高較大速度下全轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑺铖R氏體?由于析出產(chǎn)物出現(xiàn)后阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)且析出產(chǎn)物不均勻有偏析和聚集存在提高金屬強(qiáng)度硬度?加熱調(diào)制剛奧氏體形成兩種不同機(jī)制有序和無序轉(zhuǎn)變新形成的奧氏體與原始非平衡組織有一定位向關(guān)系繼承了原奧

氏體晶粒大小形狀取向 熱應(yīng)變時(shí)效脆化在制造焊接結(jié)構(gòu)的過程中不可避免的進(jìn)行下料氣割焊接和其他熱加工等程序而引起的局部應(yīng)變塑性變形對(duì)焊接HAZ脆化有很大影響 韌性材料在塑性應(yīng)變和斷裂全過程中吸收能量的能力他是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn) 冷裂紋金屬經(jīng)焊接或鑄造成型后冷卻到低溫時(shí)產(chǎn)生的裂紋 特征1產(chǎn)生溫度高強(qiáng)鋼在Ms點(diǎn)附近或200-300度以下溫度區(qū)間內(nèi)2產(chǎn)生的鋼種和部位發(fā)生在高碳鋼中碳鋼中合金高強(qiáng)鋼熱影響區(qū)合金元素的超高強(qiáng)剛Ti合金發(fā)生在焊縫3裂紋的走向沿晶穿晶4產(chǎn)生時(shí)間可焊后立即出現(xiàn)也可焊后一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn) 影響因素1鋼種的脆硬傾向2接頭含氫量及分布3接頭所承受的拘束應(yīng)力狀態(tài) 結(jié)晶裂紋焊接結(jié)晶過程中在固相線附近由于凝固金屬的收縮殘余液體金屬不足而不能及時(shí)填充在應(yīng)力作用下發(fā)生沿晶開裂的現(xiàn)象 特征結(jié)晶后期由于低熔共晶形成的液態(tài)薄膜削弱了晶粒間的聯(lián)結(jié)在拉伸應(yīng)力作用下發(fā)生開裂（主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)較多的碳鋼低合金鋼焊縫中和單相奧氏體鋼鎳基合金以及等些鋁合金的焊縫中）再熱裂紋原板焊接結(jié)構(gòu)并采用某些沉淀強(qiáng)化合金元素的鋼材在消除應(yīng)力熱處理或在一定溫度下服役的過程中在焊接熱影響區(qū)粗晶部位發(fā)生的裂紋稱為再熱裂紋 特征厚板焊接結(jié)構(gòu)消除應(yīng)力處理過程中在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)存在不同程度的應(yīng)力集中時(shí)由于應(yīng)力松弛所產(chǎn)生附加變形大于部位的蠕變塑性 冷裂紋的分類及影響冷裂紋的因素？延遲裂紋－這類裂紋是在氫、鋼材淬硬組織和拘束應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的，形成溫度一般在 Ms 以下 200℃ 至室溫范圍，由于氫的作用而具有明顯的延遲特征，故又稱為氫致裂紋。裂紋的產(chǎn)生存在著潛伏期（幾小時(shí)、幾天甚至更長）、緩慢擴(kuò)展期和突然開裂三個(gè)連續(xù)過程。由于能量的釋放，常可聽到較清晰的開裂聲音（可用聲發(fā)射儀來監(jiān)測），常發(fā)生在剛性較大的低碳鋼、低合金鋼的焊接結(jié)構(gòu)中。淬硬脆化裂紋－某些淬硬傾向大的鋼種，熱加工后冷卻到Ms 至室溫時(shí)，因發(fā)生馬氏體相變而脆化，在拘束應(yīng)力作用下即可產(chǎn)生開裂。這種裂紋又稱為淬火裂紋，其產(chǎn)生與氫的關(guān)系不大，基本無延遲現(xiàn)象，成形加工后常立即出現(xiàn)。這類裂紋常出現(xiàn)在具有強(qiáng)烈淬硬傾向的高（中）碳鋼、高強(qiáng)度合金鋼、工具鋼的焊件中。低塑性脆化裂紋－它是某些低塑性材料冷卻到較低溫度時(shí)，由于體積收縮所引起的應(yīng)變超過了材料本身所具有的塑性儲(chǔ)備量時(shí)所產(chǎn)生的裂紋。這種裂紋通常也無延遲現(xiàn)象，常發(fā)生在鑄鐵或硬質(zhì)合金構(gòu)件的成形加工中。如灰口鑄鐵在400℃以下基本無塑性，焊接裂紋傾向很大。影響因素－擴(kuò)散氫的含量與分布、鋼材的淬硬傾向和拘束應(yīng)力狀態(tài)。金屬內(nèi)部的晶格缺陷提供了裂紋源，在缺陷前沿會(huì)形成應(yīng)力集中的三向應(yīng)力區(qū)。于是應(yīng)力的誘使下，使氫向高應(yīng)力區(qū)擴(kuò)散，并發(fā)生聚集。當(dāng)氫濃度達(dá)到一定值時(shí)，將促使位錯(cuò)移動(dòng)或增值。此時(shí)尖端微區(qū)的塑性變形量隨氫的濃度增加而增大。當(dāng)氫濃度達(dá)到臨界值時(shí)，便發(fā)生局部開裂現(xiàn)象，導(dǎo)致裂紋向前擴(kuò)展；并在裂紋尖端產(chǎn)生新的三向應(yīng)力區(qū)，促使氫向新的三向應(yīng)力區(qū)擴(kuò)散聚集。此時(shí)裂紋暫停向前擴(kuò)展，只有當(dāng)裂紋尖端氫濃度達(dá)到臨界值時(shí)，裂紋才有進(jìn)一步擴(kuò)展。由此可見氫致裂紋需要一段時(shí)間，而且裂紋的擴(kuò)展是一個(gè)斷續(xù)的過程。綜合分析熔渣中的CaF在焊接化學(xué)冶金過程中所起的作用？答：實(shí)驗(yàn)證明，在高硅高錳焊劑中加入適當(dāng)比例的氟化鈣和二氧化硅可顯著降低焊縫的含氫量，其中氟化鈣在藥皮中加入7％~8％即可急劇減少焊縫含氫量，在增加其含量，則去氫的效果相對(duì)減小。當(dāng)熔渣中二氧化硅和氟化鈣同時(shí)存在時(shí)，對(duì)于消除氫氣孔最為有效。但還應(yīng)指出，焊條藥皮中含有較多的氟化鈣時(shí)，一方面影響電弧的穩(wěn)定，另一方面也會(huì)產(chǎn)生溶性氟，影響哈弄的健康。氟化鈣、氟化鎂等氟化物在渣中產(chǎn)生氟離子，破壞Si-O鍵，使熔渣粘度下降，有利于脫硫。氟化物沸點(diǎn)低，蒸發(fā)后保護(hù)熔融金屬同時(shí)可與氫結(jié)合，生成HF，降低焊縫鐘情的含量試對(duì)比分析酸性焊條及堿性焊條的工藝性能、冶金性能和焊縫金屬的力學(xué)性能？答：工藝性能：（1）酸性：工藝性能較好，其焊縫外表成形美觀、波紋細(xì)密，一般均可采用交、直流電源施焊：（2）堿性：工藝性能較差，一般使用直流電源施焊。冶金性能：（1）酸性：由于藥皮中含有較多的FeO/TiO2 /SiO2等成分，所以熔渣氧化性較強(qiáng)；（2）堿性：堿性焊條脫硫脫磷能力強(qiáng)，藥皮有去氫的作用，因此使焊縫有很低的含氫量。力學(xué)性能：（1）酸性：焊縫力學(xué)性能較差，特別是沖擊韌度較差。適用于一般低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金鋼；（2）堿性：焊縫具有較高的塑形和沖擊韌度值，一般承受動(dòng)載荷的焊件或剛性較大的重要結(jié)構(gòu)均采用堿性焊條施焊。

第四篇：《焊接冶金學(xué)》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

焊接冶金學(xué)，焊接科學(xué)中的戰(zhàn)斗機(jī)，O Ye！

1.對(duì)被焊材質(zhì)經(jīng)過加熱加壓或者二者并用的方法，并且用或者不用填充材料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的結(jié)合而形成永久性連接的工藝過程叫焊接。2.當(dāng)被焊接的固體金屬表面接近相距ra時(shí)，就可以在接觸面上進(jìn)行擴(kuò)散，再結(jié)晶等物理化學(xué)過程，從而形成金屬健，達(dá)到焊接的目的。（原子間的作用力隨距離變化的圖中，在ra的距離時(shí)，吸引力最大。）

3.焊接過程中加壓，目的是為了破壞工件表面的氧化物，使結(jié)合處增大有效接觸的面積，從而達(dá)到緊密接觸，行成化學(xué)鍵。

4.對(duì)被焊工價(jià)加熱，是為了使金屬結(jié)合處達(dá)到塑性或熔化狀態(tài)，破壞氧化膜，降低金屬的變形阻力，同時(shí)增加原子的振動(dòng)能，促進(jìn)擴(kuò)散，再結(jié)晶，化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶過程的進(jìn)行。5.金屬成功焊接所需的壓力和溫度是有關(guān)系的，壓力大，則溫度低，反之亦然。

6.一般焊接和釬焊的區(qū)別是：釬焊母材沒有熔化，所以只有釬料和母材間原子相互滲透的機(jī)械組合，而沒有形成共同晶粒，但是一般熔化焊接是通過原子的擴(kuò)散形成共同晶粒的。7.粘貼是靠粘貼劑與母材之間的粘合作用，一般講沒有原子的相互滲透和擴(kuò)散。

8.高頻感應(yīng)熱是利用高頻感應(yīng)所產(chǎn)生的二次電流作為熱源，實(shí)質(zhì)上也是電阻熱的另一種形式。這種方法熱量高度集中，所以可以實(shí)現(xiàn)很高的焊接速度，如高頻焊管等，但對(duì)于不銹鋼和鋁等不易導(dǎo)磁的金屬難以實(shí)現(xiàn)高頻焊接。

9.電子束焊接，在真空中利用高速運(yùn)動(dòng)的電子撞擊金屬表面，使之加熱熔化，達(dá)到焊接的目的。由于在真空中所以焊接質(zhì)量比較好而且可焊接得較深的焊縫。

10.等離子焊接，就是利用等離子電弧，是將普通電弧壓縮形成的高能量密度的電弧經(jīng)行焊接。

11.熱焊接性，冶金焊接性，工藝焊接性：分別指在不同的熱循環(huán)，不同冶金過程，和不同的焊接工藝，所能得到優(yōu)質(zhì)焊縫的能力。

12.使用焊接性：整個(gè)焊接接頭能滿足技術(shù)規(guī)范和使用性能的程度。

13.焊接接頭形成過程，一般包括：加熱，熔化，液晶反應(yīng)，凝固和固態(tài)相變。

14.焊接的化學(xué)冶金過程：指高溫時(shí)進(jìn)行的氧化，還原，脫硫，脫磷等反應(yīng)，可以影響最終的成分，組織和性能。

15.利用化學(xué)冶金可以：增加一些元素，提高焊縫的韌性，強(qiáng)度，塑性等，同時(shí)盡量降低硫，磷，氧，氮，氫等有害元素。

16.焊縫和熱影響區(qū)都能會(huì)發(fā)生固態(tài)相變。17.熱得傳遞共三種：傳導(dǎo)，對(duì)流和輻射。

18.熱傳導(dǎo)主要發(fā)生在固體中，是熱量從較熱的物體向較冷的物體傳導(dǎo)的過程。熱對(duì)流常發(fā)生在氣體或液體中，是相互擴(kuò)散進(jìn)入對(duì)方從而使能量均勻的而過程。熱輻射是不依賴與媒介的熱量傳導(dǎo)過程，熱量可以通過輻射和電磁波等形式傳導(dǎo)出去。

19.電弧給工件傳熱主要通過輻射和對(duì)流，工件上熱量的傳播主要通過熱傳導(dǎo)。20.焊件上某瞬時(shí)溫度的分布叫溫度場，可以用等溫線或者等溫面描述。21.正常焊接過程會(huì)形成準(zhǔn)溫度場，它隨焊槍移動(dòng)。

22.線能量是單位長度上施加的能量，可以用熱源功率p比焊接速度v得到。23.焊接區(qū)內(nèi)各種物質(zhì)在高溫下相互作用的過程，為焊接化學(xué)冶金過程。24.熔滴的溫度在1800到2400℃間。熔池的溫度約為1800℃。

25.熔池中的液態(tài)金屬以高速運(yùn)動(dòng)，可以充分混合液態(tài)金屬，同時(shí)有利于氣體和夾雜的排除，加速冶金反應(yīng)，消除焊接缺陷。

26.如果不保護(hù)焊接，焊縫中的氧和氮的含量會(huì)顯著增加，同時(shí)錳和碳等元素會(huì)由于燒損而大量減少，最終焊縫的塑性和韌性大幅度降低，但是由于氮的強(qiáng)化作用，焊縫的強(qiáng)度不會(huì)太大。

27.自保護(hù)焊接用脫氧劑和脫氮?jiǎng)⒑附舆^程中的氧氮除去，使之進(jìn)入熔渣中，從而實(shí)現(xiàn)自我保護(hù)。

28.埋弧焊的焊劑，顆粒太大，不利于阻擋空氣，顆粒太小，不利于焊縫氣體的排出，所以埋弧焊的焊劑顆粒應(yīng)當(dāng)適中。

29.溶合比：熔池或者焊縫中，母材金屬比焊接材料。

30.熔敷系數(shù)：單位時(shí)間，單位電流，所能熔敷到焊件上的金屬的質(zhì)量，用來表征焊接效率。31.藥皮的重量系數(shù)：藥皮的重量比焊芯的重量。

32.N在焊接過程中主要來源與空氣，而且N一旦進(jìn)入焊縫比較難以脫去，所以對(duì)于N應(yīng)該以防為主。N在焊縫中冷卻過程中來不及溢出，可以過飽和固溶與焊縫中，從而提高焊縫的強(qiáng)度，但是焊縫的塑性和韌性都是下降的。

33.H焊接過程中的H主要來源于水分和焊接材料中，所以防H的最有效辦法是對(duì)焊接材料進(jìn)行烘干，酸性焊條在250℃下烘干，堿性焊條可在350℃下烘干。焊后脫H是在350℃下保溫一小時(shí)，效果也比較好。

34.H原子或者離子可以在材料中可以自由移動(dòng)，稱為擴(kuò)散H，擴(kuò)散H在缺陷處聚集，則會(huì)形成H分子，不在能夠移動(dòng)，稱為殘余H。

35.焊縫中的O一般用化學(xué)冶金的方法脫去，因?yàn)镺比較活潑。

36.多數(shù)氣體在金屬高溫時(shí)具有較高的溶解度，在金屬冷卻過程中溶解度下降，如果金屬結(jié)晶的速度大于氣體溢出的速度，則會(huì)在焊縫中形成氣孔。

37.S是對(duì)焊縫有百害而無一益的元素，F(xiàn)eS在高溫時(shí)可以和金屬無限互溶，但是在常溫時(shí)幾乎是不溶解的，所以容易在晶界偏析，使得焊縫的塑性和韌性嚴(yán)重下降。S一般也用冶金的方法脫去。

38.一般情況P也是有害的化學(xué)元素，但是脫P(yáng)比較空難，一般設(shè)法防止其在焊接材料中存在。P和S都是應(yīng)為在晶界偏析造成塑性和韌性的嚴(yán)重下降，所以是有害的。39.通過焊接材料將元素過渡到焊縫中去叫做合金過渡。

40.塑性使用斷面收縮率和伸長率來表征的，其實(shí)表示了金屬的變形能力，它與脆性是相對(duì)應(yīng)的，而韌性是材料吸收能量的能力。41.結(jié)構(gòu)鋼一般是低碳鋼或者低合金鋼。

42.低碳鋼或者低合金鋼在其斷面處常有銀白色的圓形局部脆斷點(diǎn)，叫氫白點(diǎn)，說明焊縫中H含量過高。

43.二保焊是低H型焊接方法，O對(duì)焊縫是有害處的，會(huì)使焊縫的強(qiáng)度，塑性和韌性急劇下降。

44.堆焊應(yīng)盡量減小熔合比，以防止母材對(duì)焊曾成分和組織的影響。45.焊接區(qū)內(nèi)的氣體主要來源于：冶金反應(yīng)，保護(hù)氣體，空氣。

46.焊接銅銅合金，鋁鋁合金管，不銹鋼，分別要用對(duì)應(yīng)焊條，銅焊條，鋁焊條和不銹鋼焊條。普通碳鋼焊條不能實(shí)現(xiàn)焊接。

47.不銹鋼焊條分為鉻型不銹鋼焊條和鉻鎳型不銹鋼焊條。48.酸性焊條：工藝性好，成型好，可用交或直流電源焊接。

堿性焊條：焊后焊H少，強(qiáng)度，塑性和韌性好。

49.焊條型號(hào)本是國標(biāo)規(guī)定的，牌號(hào)本是生產(chǎn)廠商指定的，后也統(tǒng)一為國標(biāo)。50.藥皮不可過厚，否則容易形成套筒使電弧熄滅。51.不銹鋼焊條容易導(dǎo)致藥皮發(fā)紅，因?yàn)槠潆娮栎^大。52.不同焊接位置是指：平，橫，仰，立，（為是想仰焊，可加大電弧吹力）

53.型號(hào)E4303，E5015，E指焊條，43.50指熔敷金屬抗拉強(qiáng)度，kgf/mm2。0.1指焊接位置。3.5指使用的電源。

54.牌號(hào)J422，J507,J指結(jié)構(gòu)鋼焊條，42.50指熔敷金屬抗拉強(qiáng)度，2.7指焊接電源。55.焊劑是能夠在焊接過程中熔化形成熔渣和氣體對(duì)焊接進(jìn)行保護(hù)的顆粒性物質(zhì)。56.焊劑一般用在埋弧焊和電渣焊中。

57.焊劑分為熔煉焊劑和非熔煉焊劑，非熔煉焊劑又分為粘結(jié)焊劑（400℃以下焙燒而成）和燒結(jié)焊機(jī)（400-1000℃焙燒而成）

58.藥芯焊絲是用薄鋼帶進(jìn)過卷曲同時(shí)填充藥粉后進(jìn)過拉拔而成的。

59.藥芯焊絲的截面一般不做成“O”型，應(yīng)為這種形狀一般電弧不穩(wěn)，一般來講，橫截面越復(fù)雜越對(duì)稱，則電弧越穩(wěn)定。

60.焊劑的型號(hào)“xx-xxx”前面一般為焊劑的型號(hào)，后面一般為與之配用的焊絲的型號(hào)。61.鑄鐵也是可以焊接的，焊接鑄鐵有專用的鑄鐵焊絲。

62.選擇焊接材料一般采用與母材等強(qiáng)度同時(shí)化學(xué)成分相近的原則。63.藥性焊絲一般分為有造渣劑的和無造渣劑兩種。

64.焊絲的作用:引燃電弧，傳導(dǎo)電流。熔化形成焊縫，作為填充材料。

65.熔池凝固的特點(diǎn)：熔池體積小，冷卻快，淬硬性明顯。溫度梯度大，柱狀晶明顯。加熱溫度高，合金元素?zé)龘p嚴(yán)重，抑制非均勻形核。動(dòng)態(tài)結(jié)晶，有利于冶金反應(yīng)，氣體和夾雜排除，母材與焊接材料均勻混合，消除缺陷。

66.晶粒有許多晶胞組成，貌似每形成一個(gè)晶核就會(huì)形成一個(gè)晶粒。

67.焊接波紋就是等溫面，柱狀晶本是垂直于等溫面的，故就垂直于焊接波紋了。

68.焊速過大，會(huì)使柱狀晶垂直于焊縫生長，并將雜志“趕”到焊縫中央，會(huì)沿焊縫形成縱向裂紋，又稱為結(jié)晶裂紋。

69.偏析：的意思就是某一區(qū)域某化學(xué)元素的含量特別高，例如碳鋼的焊縫處碳的含量會(huì)非常高，這便叫做偏析。

70.晶粒的位相不同，導(dǎo)熱不同，溶解量不同，導(dǎo)致熔合區(qū)是一個(gè)區(qū)而非一條線。

71.熔池在結(jié)晶過程中，先結(jié)晶部分的純度高，后結(jié)晶部分含雜質(zhì)多，如果是緩慢冷卻，則可以發(fā)生固相的擴(kuò)散，從而達(dá)到成分的均勻，但是在焊接的情況下冷卻速度快，來不及擴(kuò)散，所以在焊接的情況下偏析更嚴(yán)重。

72.多層焊，后層焊道會(huì)對(duì)前層焊道起到正貨作用，所以會(huì)事組織細(xì)化。73.珠光體就是鐵素體和Fe3C的片層狀混合物。74.片層狀珠光體叫珠光體

粒狀珠光體叫屈氏體

細(xì)珠光體叫索氏體

75.馬氏體最常見的是板條狀的

76.產(chǎn)生氣孔的原因是：高溫時(shí)溶解了較多的氣體，化學(xué)冶金反應(yīng)釋放出較多氣體，在冷卻的過程中氣體來不及逸出，焊縫便凝固，最終形成氣孔。

77.H氣孔是喇叭口狀的，N氣孔呈蜂窩狀成對(duì)分布的，CO氣孔眼焊縫條狀分布的內(nèi)氣孔，在二保焊中，CO氣孔也呈現(xiàn)外氣孔。

78.Mn，Si在焊接中的主要作用1.脫氧2.固溶強(qiáng)化。

79.改善焊縫組織的其他方法有：1.預(yù)熱2.多層焊3.錘擊焊縫4.跟蹤回火。80.HAZ：head affected zone 81.t8/5,t8/3,t100分別代表800-500,800-300，峰值-100℃所需要的時(shí)間。

82.多層焊接：長段多層焊，短段多層焊。長段多層焊一般指1m以上的，焊第二層時(shí)，第一層已經(jīng)冷卻到室溫，不適合焊接淬硬傾向明顯的鋼種。短段多層焊一般指40-50mm，適合焊接淬硬傾向明顯的鋼種。83.熱處理時(shí)，從常溫加熱到奧氏體的過程屬于擴(kuò)散性相變。

84.重結(jié)晶：從常溫加熱到奧氏體再冷卻，在相變溫度是發(fā)生第二次結(jié)晶的過程叫重結(jié)晶。85.焊縫性能可以通過焊接材料配合焊接工藝得到保證，但是HAZ不能改變成分，所以比較難以掌控。

86.對(duì)于HAZ應(yīng)該考慮：脆化，硬化，軟化，韌化以及綜合力學(xué)性能，抗腐蝕性能和疲勞性能。

87.碳當(dāng)量：合金元素對(duì)淬硬性的貢獻(xiàn)折合成碳的相當(dāng)含量。88.碳當(dāng)量，各個(gè)國家都建立了自己的相應(yīng)公式，可以計(jì)算得到。

89.粗晶脆化是指熔合區(qū)附近晶粒長大相互吞并，晶界遷移，最終脆性明顯。90.組織脆化，是指生成了淬硬的馬氏體組織而造成的脆化。

91.在鐵素體的基體上有顆粒狀的高碳的馬氏體小島，叫M-A組元，M-A組元會(huì)使得焊件嚴(yán)重脆化。

92.析出脆化是指含有非平衡組織，在實(shí)效或回火過程中，沿晶界析出碳化物，氮化物，金屬件化合物，而使金屬催化的現(xiàn)象。

93.韌性是材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，是材料強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。94.一般情況應(yīng)該控制使焊縫的淬硬性小于HAZ區(qū)，以防止產(chǎn)生冷裂紋。

95.結(jié)晶裂紋是，柱狀晶將雜質(zhì)“趕到”焊縫中央，形成低熔共晶的液態(tài)薄膜，最終沿焊縫中央形成的縱向裂紋，屬于熱裂紋。

96.低熔共晶物超過一定界限之后，反而有“愈合”裂紋的作用。

97.防止結(jié)晶裂紋的辦法：a，減少S,P等雜質(zhì)的含量。b，減少應(yīng)力和外界拘束。c，焊速慢一些，減少柱狀晶。

98.液化裂紋和結(jié)晶裂紋的機(jī)理是一樣的，低熔共晶形成液態(tài)薄膜，在外界或內(nèi)部應(yīng)力的作用下開裂。不同點(diǎn)是產(chǎn)生的部位不同，結(jié)晶裂紋形成在焊縫，沿焊縫縱向開裂的長裂紋，液化裂紋形成在HAZ區(qū)，一般為短裂紋，一般小于0.5mm，最長1mm。

99.雖然液化裂紋很小，但是經(jīng)常作為其他缺陷的發(fā)源地，所以破壞性也是比較大的。100.液化裂紋可能出現(xiàn)在HAZ，多層焊的前道焊縫中。

101.多層焊，前層焊道中在沒有產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的前提下，可能產(chǎn)生液化裂紋，說明液化裂紋比結(jié)晶裂紋更容易產(chǎn)生。

102.液化裂紋是HAZ或前層焊縫在高溫的作用下，是奧氏體晶界的低熔共晶物從新熔化，在應(yīng)力的作用下開裂。

103.多變化裂紋的形成機(jī)理：已凝固的焊縫由于快速冷卻而保留了大量的晶格缺陷（空位和位錯(cuò)），在一定溫度和應(yīng)力的作用下發(fā)生聚集，而形成“二次邊界”，又稱“多變化裂紋”，這些裂紋一般不與凝固邊界重合，在冷卻過程中由于塑性降低而沿這些邊界開裂。104.多邊化裂紋是空位和位錯(cuò)移動(dòng)和聚集形成二次邊界，在應(yīng)力的作用下開裂。105.熱裂紋全部是沿結(jié)晶擴(kuò)展的，冷裂紋有沿晶界擴(kuò)張的也有穿晶擴(kuò)展的。

106.M硬的原因是：C原子以間隙原子的形式存在于晶格中，使鐵原子偏離平衡位置，晶格發(fā)生較大畸變，位錯(cuò)不易移動(dòng)，組織處于較硬的狀態(tài)。

107.高溫時(shí)H會(huì)逸出不會(huì)用致裂作用，只用100℃時(shí)氫的含量才是致裂的有效氫的含量。108.演示裂紋經(jīng)常出現(xiàn)在HAZ，只用少量出現(xiàn)在焊縫，因?yàn)槲覀冞M(jìn)場人為控制使焊縫的C含量低于HAZ，從而保證焊縫的淬硬傾向小。

109.在高中碳鋼和低中合金鋼中，淬硬傾向大，且H不易逸出，所以容易產(chǎn)生淬硬裂紋，在低合金鋼中，由于 淬硬傾向小，且H容易逸出，所以不易產(chǎn)生演示裂紋。

110.應(yīng)力來源：a，不均勻的加熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力。b，不均勻的組織變性長生的組織應(yīng)力。c，外界拘束產(chǎn)生的拘束應(yīng)力。111.拘束度定義為：單位長度的焊縫的根部發(fā)生單位長度的彈性位移所需的力的大小。112.淬硬組織，H的含量，拘束應(yīng)力是產(chǎn)生冷裂紋的三個(gè)直接原因。

113.焊接后未出現(xiàn)裂紋，而在熱處理過程或者在高溫（500-600℃）工作時(shí)產(chǎn)生的裂紋叫再熱裂紋或去應(yīng)力處理裂紋。

114.再熱裂紋：a，有一定溫度區(qū)間（500-900℃），b，有沉淀強(qiáng)化相的鋼種，c，有殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中，d，粗晶區(qū)。再熱過程中，殘余應(yīng)力導(dǎo)致松弛，晶界的滑移量超過該部位的塑性變形，變成生了在熱裂紋。

115.電渣焊和埋弧焊適合焊接厚板，但是熱輸入較大，容易導(dǎo)致晶粒粗大。116.大型厚壁結(jié)構(gòu)，在焊接過程中容易產(chǎn)生沿厚度方向上的殘余應(yīng)力，如果鋼板中含有夾雜，則容易沿鋼板扎制方向產(chǎn)生臺(tái)階狀的裂紋叫層狀撕裂。

117.層狀撕裂的全貌：大體有平行于扎制方向的平臺(tái)和大體垂直于平臺(tái)的剪切比所組成。118.層狀撕裂一般發(fā)生在內(nèi)部，不容易被發(fā)現(xiàn)。

119.應(yīng)力腐蝕裂紋：在應(yīng)力的作用下，發(fā)生位錯(cuò)的移動(dòng)，當(dāng)位錯(cuò)移動(dòng)到工件表面時(shí)，會(huì)讓沒有氧化膜的金屬裸漏在外表面，再在腐蝕介質(zhì)的作用下，發(fā)生下列反應(yīng)M=M+ +e-，從而發(fā)生金屬的溶解。負(fù)電子e-會(huì)跑到金屬其他區(qū)域發(fā)生e-+ H+ =H,從而使H擴(kuò)散到金屬內(nèi)部，造成脆化。

120.造成應(yīng)力腐蝕裂紋一般是有拉應(yīng)力造成的，壓應(yīng)力一般不造成應(yīng)力腐蝕裂紋。

121.防止應(yīng)力腐蝕裂紋，主要a，防止應(yīng)力。b，防止腐蝕，可以加入緩蝕劑或者用電化學(xué)保護(hù)。

第五篇：材料焊接性

一、焊接性概念

材料在限定的焊接施工條件下，焊接成按規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)定服役要求的能力。（國家標(biāo)準(zhǔn)）

一是結(jié)合性能----工藝焊接性 材料在焊接加工中是否容易形成接頭或產(chǎn)生缺陷

二是使用性能

焊接完成的接頭在一定使用條件下可靠運(yùn)行的能

二、研究焊接性的目的

1查明指定材料在指定焊接工藝條件下可能出現(xiàn)的問題

2確定焊接工藝的合理性或材料的改進(jìn)方向

三、影響焊接性的因素

1材料因素2設(shè)計(jì)因素3工藝因素4服役環(huán)境

四、評(píng)定焊接性的原則

一是評(píng)定焊接接頭產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝提供依據(jù)； 二是評(píng)定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能要求

五、評(píng)定焊接接頭工藝缺陷的敏感性主要進(jìn)行抗裂性試驗(yàn)，其中包括熱裂紋試驗(yàn)、冷裂紋試驗(yàn)、消除應(yīng)力裂紋試驗(yàn)和層狀撕裂試驗(yàn)。

六、實(shí)焊類方法包含：裂紋敏感性試驗(yàn)、焊接接頭的力學(xué)性能測試、低溫脆性試驗(yàn)、斷裂韌性試驗(yàn)、高溫蠕變及持久強(qiáng)度試驗(yàn)。（較小的焊件直接做試驗(yàn)，較大的實(shí)物縮小化）

七、碳當(dāng)量的間接估測法

定義：可以把鋼中合金元素的含量按相當(dāng)于若干碳含量折算并疊加起來，作為粗略評(píng)定鋼材冷裂紋傾向的參數(shù)指標(biāo)，即所謂碳當(dāng)量（CE或Ceq）。焊接熱影響區(qū)的淬硬及冷裂紋傾向與鋼種的化學(xué)成分有密切關(guān)系 化學(xué)成分間接地評(píng)估鋼材冷裂紋的敏感性。將鋼中各種合金元素折算成碳的含量。

鋼中決定強(qiáng)度和可焊性的因素主要是含碳量。以Ceq值的大小估價(jià)冷裂紋傾向的大小，認(rèn)為Ceq值越小，鋼材的焊接性能越好。缺點(diǎn)：

1碳當(dāng)量公式?jīng)]有考慮元素之間的交互作用

2沒有考慮板厚、結(jié)構(gòu)拘束度、焊接工藝、含氫量等因素的影響。3用碳當(dāng)量評(píng)價(jià)焊接性是比較粗略的，使用時(shí)應(yīng)注意條件。所以，碳當(dāng)量法只能用于對(duì)鋼材焊接性的初步分析 1）使用國際焊接學(xué)會(huì)（IIW）

推薦的碳當(dāng)量公式時(shí)，對(duì)于板厚δ＜20mm的鋼材 CE＜0.4%焊接性良好，焊前不需要預(yù)熱；

CE＝0.4%-0.6%，尤其是CE>0.5%時(shí)，焊接性差，鋼材易淬硬，表焊接性已變差，焊接時(shí)需預(yù)熱才能防止裂紋，隨板厚增大預(yù)熱溫度要相應(yīng)提高。2)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）的碳當(dāng)量公式時(shí)

當(dāng)鋼板厚度δ＜25mm和采用焊條電弧焊時(shí)（焊接熱輸入為17kJ/cm），對(duì)于不同強(qiáng)度級(jí)別的鋼材規(guī)定了不產(chǎn)生裂紋的碳當(dāng)量界限和相應(yīng)的預(yù)熱措施

斜Y坡口焊接裂紋試驗(yàn)法: 此法主要用于評(píng)定碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼焊接熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋的敏感性。低合金鋼“小鐵研”試驗(yàn)表面裂紋率小于20%時(shí)，用于一般焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)是安全的。

八、微合金控軋鋼：采用微合金化和控軋等技術(shù)，達(dá)到細(xì)化晶粒和沉淀強(qiáng)化相結(jié)合的效果。

九、熱裂紋和消除應(yīng)力裂紋

(1)焊縫中的熱裂紋：焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的裂紋。

熱軋、正火鋼一般含碳量較低，而Mn含量較高，因此Mn/S比能達(dá)到要求，具有較好的抗熱裂性能。異常：熱軋及正火鋼中C、S、P等元素含量偏高或嚴(yán)重偏析有關(guān)。

（2）消除應(yīng)力裂紋：焊后焊件在一定溫度范圍再次加熱時(shí)，由于高溫及殘余應(yīng)力的共同作用而產(chǎn)生的晶間裂紋。

產(chǎn)生部位：在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)，延向細(xì)晶區(qū)停止

產(chǎn)生原因：與雜質(zhì)元素在奧氏體晶界偏聚及碳化物析出“二次硬化”導(dǎo)致的晶界脆化有關(guān)。

十、低合金高強(qiáng)鋼焊縫金屬的組織主要包括：先共析鐵素體、側(cè)板條鐵素體、針狀鐵素體、上貝氏體、珠光體等，馬氏體較少。

11、熱應(yīng)變脆化：由氮、碳原子聚集在位錯(cuò)周圍，對(duì)位錯(cuò)造成的釘軋作用造成的。措施：在鋼中加入足夠量的氮化物形成元素（Al、Ti、V），如Q420比Q345傾向小。、焊后退火處理。

12、熱軋、正火鋼預(yù)熱和焊后熱處理的目的：

預(yù)熱作用：改善韌性，降低馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度，創(chuàng)造馬氏體“自回火”條件，從而避免產(chǎn)生冷裂紋。

預(yù)熱溫度的選擇與材料的淬硬傾向、焊接時(shí)的冷卻速度、拘束度、含氫量、焊后是否進(jìn)行熱處理有關(guān)。焊后熱處理作用：焊件焊后或冷加工后鋼的韌度過低，要求結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定或要求焊件耐應(yīng)力腐蝕，則需要進(jìn)行焊后熱處理。

13、熱軋、正火鋼確定焊后回火溫度的原則

（1）不要超過母材原來的回火溫度，以免影響母材本身的性能（2）對(duì)于有回火脆性的材料，要避開出現(xiàn)回火脆性的溫度區(qū)間

14、“調(diào)質(zhì)鋼”：經(jīng)過“淬火+回火”熱處理的鋼（在焊接界高溫回火或低溫回火均稱為調(diào)質(zhì)）

15、提高鋼的脆透性和馬氏體的回火穩(wěn)定性：添加如Mn、Cr、Ni、Mo、V、Nb、B、Cu等

16、低碳調(diào)質(zhì)鋼焊縫等強(qiáng)匹配：（σb）w/（σb）b=1時(shí)，稱為等強(qiáng)匹配（焊縫強(qiáng)度等于母材的強(qiáng)度）

17、低碳調(diào)質(zhì)鋼熱影響區(qū)軟化：本質(zhì)碳化物沉淀、聚集長大

18、低溫鋼按有無鎳分類：無鎳（鋁鎮(zhèn)靜低溫鋼、低合金低溫鋼），有鎳(低、中、高)

19、低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問題？簡述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝要點(diǎn) 焊接時(shí)易發(fā)生脆化，焊接時(shí)由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。

焊接工藝特點(diǎn)：①要求馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)的冷卻速度不能太快，使馬氏體有一“自回火”作用，以防止冷裂紋的產(chǎn)生；②要求在800~500℃之間的冷卻速度大于產(chǎn)生脆性混合組織的臨界速度。此外，焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動(dòng)的運(yùn)條技術(shù)。

20、珠光體耐熱鋼的焊接性特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同?珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強(qiáng)度用鋼有什么不同？為什么？ 答：珠光體耐熱鋼和低碳調(diào)質(zhì)鋼都存在冷裂紋，熱影響區(qū)硬化脆化以及熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋，但是低碳調(diào)質(zhì)鋼中對(duì)于高鎳低錳類型的剛有一定的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當(dāng)材料選擇不當(dāng)時(shí)才可能常產(chǎn)生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強(qiáng)度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因?yàn)橹楣怏w耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強(qiáng)度要求。

21、不銹鋼及耐熱鋼按組織分類：奧氏體鋼，鐵素體鋼、馬氏體鋼、鐵素體-奧氏體雙相鋼、沉淀硬化鋼

22、不銹鋼的主要腐蝕形式有：均勻腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕

23、晶間腐蝕：在晶粒邊界發(fā)生的有選擇性的腐蝕現(xiàn)象。

24、晶間腐蝕與晶界貧“鉻”現(xiàn)象有關(guān)。奧氏體不銹鋼是由于經(jīng)450～850℃加熱（敏化加熱），即過飽和固溶的碳向晶粒邊界擴(kuò)散，產(chǎn)生晶間腐蝕與晶界貧“鉻”現(xiàn)象。對(duì)于鐵素體鋼，由于碳在鐵素體中擴(kuò)散速度快，故快冷時(shí)就易析出Cr23C6，再次加熱時(shí)就易使碳化物溶解，消除貧鉻層。

25、應(yīng)力腐蝕：不銹鋼在特定的腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力作用下出現(xiàn)的低于強(qiáng)度極限的脆性開裂現(xiàn)象。26、475℃脆性：在430~480℃之間長期加熱并緩冷，就可導(dǎo)致在常溫時(shí)或負(fù)溫時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)度升高而韌性下降的現(xiàn)象。

27、σ相：Cr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約45%的典型FeCr金屬間化合物，無磁性，硬而脆。

28、奧氏體鋼接頭耐蝕性：晶間腐蝕有代表性的18-8鋼焊接接頭，有三個(gè)部位出現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象，包括焊縫區(qū)腐蝕、敏化區(qū)腐蝕、熔合區(qū)腐蝕。防止焊縫區(qū)晶間腐蝕，采取措施有：

①通過焊接材料，使焊縫金屬或者成為超低碳情況，或含有足夠的穩(wěn)定化元素Nb，一般希望Nb≥8%或Nb≈1%；

②調(diào)整焊縫成分以獲得一定的鐵素體(δ)相。

29、HAZ敏化區(qū)晶間腐蝕：指焊接熱影響區(qū)中加熱峰值溫度處于敏化加熱區(qū)間的部位所發(fā)生的晶間腐蝕。

只有普通18-8鋼才會(huì)有敏化區(qū)存在，含Ti或Nb的18-8Ti或18-8Nb，以及超低碳的18-8鋼，不易有敏化區(qū)出現(xiàn)。防止18-8鋼敏化區(qū)腐蝕，在焊接工藝上應(yīng)采取快速過程，以減少處于敏化加熱去區(qū)間。30、熔合區(qū)刀口腐蝕：只出現(xiàn)在18-8中（Ⅹ）

31、為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數(shù)量的鐵素體組織？通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？

答：焊縫中的δ相可打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù)，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%~12%的δ相。

通過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，來控制焊縫中的鐵素體含量。32、18-8型不銹鋼焊接接頭區(qū)域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？

答：18-8型焊接接頭有三個(gè)部位能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象：{1}焊縫區(qū)晶間腐蝕。產(chǎn)生原因根據(jù)貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，導(dǎo)致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐蝕介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學(xué)腐蝕；{2}熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐蝕。是由于敏化區(qū)在高溫時(shí)易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區(qū)晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區(qū)，其實(shí)質(zhì)也是與M23C6沉淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過熱和中溫敏化連過程依次作用是其產(chǎn)生的的必要條件。

防止方法：{1}控制焊縫金屬化學(xué)成分，降低C%，加入穩(wěn)定化元素Ti、Nb； {2}控制焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織{γ+15%δ}； {3}控制敏化溫度范圍的停留時(shí)間；

{4}焊后熱處理：固溶處理，穩(wěn)定化處理，消除應(yīng)力處理。

33、鋁及鋁合金分類：工業(yè)純鋁、防銹鋁、防銹鋁、硬鋁、鍛鋁、超硬鋁、特殊鋁

非熱處理強(qiáng)化鋁合金－－－3系列、4系列、5系列

熱處理強(qiáng)化鋁合金－－－2系列、6系列、7系列

34、鋁及鋁合金熔焊是最常見的缺陷是焊縫氣孔，特別是對(duì)于純鋁和防銹鋁的焊接

35、焊接熱裂紋：焊絲成分的影響，采用異質(zhì)焊絲，即其他合金組成的焊絲（同質(zhì)焊絲具有較大的裂紋傾向）

36、非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金HAZ的軟化：主要發(fā)生在焊前經(jīng)冷作硬化的合金上。經(jīng)冷作硬化的鋁合金，熱影響區(qū)峰值溫度超過再結(jié)晶溫度（200~300℃）的區(qū)域時(shí)就產(chǎn)生明顯的軟化現(xiàn)象。

37、銅材的焊接工藝要點(diǎn)

焊前準(zhǔn)備

銅易氧化，工件表面會(huì)有氧化膜，此外油、水份、污物等亦妨礙焊接，必須清理干凈。

焊接工藝條件的一般要求（弧焊為主）

（1）因其導(dǎo)熱快，要求采用大電流。

（2）合理設(shè)計(jì)坡口形式以盡量減少拘束和收縮應(yīng)力。

（3）合理的焊接順序。

（4）推薦采用TIG焊（填絲容易控制）。

（5）采用Ar或富Ar的（Ar+He）混合氣體保護(hù)。

焊接參數(shù)

（1）銅及其合金的TIG焊，一般多采用直流正接。

（2）鈹青銅和鋁青銅，采用反接；亦可用交流，能清除氧化膜同時(shí)減少鎢極過熱。

（3）熔化極氬弧焊采用反接。

——焊接質(zhì)量的相關(guān)問題及予防措施

純銅及銅合金焊接區(qū)的主要缺陷：裂紋、氣孔。裂紋主要是熱裂紋、氫蝕裂紋

預(yù)防措施：A）采用含有脫氧劑（Mn、Si、Ti等）的焊絲；B）高溫預(yù)熱；C）焊后緩冷；D）磁力攪拌熔池

焊接中應(yīng)注意的問題：預(yù)熱、防止氣孔、焊接用焊絲、防止變形、防止未熔合/未焊透、HAZ強(qiáng)度下降

38、為什么Al-Mg及al-li合金焊接時(shí)易形成氣孔？al及其合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現(xiàn)分散小氣孔？而al-mg焊接時(shí)易出現(xiàn)焊接大氣孔？

答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因。

2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸附水，保護(hù)氣體的氫和水分等都是氫的來源。

3）氫在鋁及其合金中的溶解度在凝點(diǎn)時(shí)突降，這是促使焊縫產(chǎn)生氣孔的重要原因之一。

4)鋁的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，熔合區(qū)的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔

防止措施：1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應(yīng)徹底清除。

2）控制焊接參數(shù)，采用小熱輸入減少熔池存在時(shí)間，控制氫溶入和析出時(shí) 3）改變弧柱氣氛中的性質(zhì)

原因：1）純鋁對(duì)氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產(chǎn)生氣孔的傾向要大

2）氧化膜不致密，吸水強(qiáng)的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分?jǐn)?shù)小，而al-mg合金出現(xiàn)集中大氣孔

3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水強(qiáng)的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上冒出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。

39、硬鋁及超硬鋁焊接時(shí)易產(chǎn)生什么樣的裂縫？為什么？如何防止裂紋？

答：裂紋傾向大，鋁及硬鋁產(chǎn)生焊接熱裂紋

原因：1）易熔共晶的存在，是鋁合金焊縫產(chǎn)生裂紋的重要原因

2）線膨脹系數(shù)大，在拘束條件下焊接時(shí)易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力也是產(chǎn)生裂紋的原因之一

防止措施：1）加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm，產(chǎn)生自愈合作用

2）生產(chǎn)中采用含5%的Si，Al合金焊絲解決抗裂問題，具有很好的愈合作用 3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質(zhì)劑，細(xì)化晶粒，改善塑性韌性，并提高抗裂性

4）熱能集中焊接方法可防止形成方向性強(qiáng)的粗大柱狀晶，改善抗裂性 5）采用小電流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性問題

論述題

1.2000年9月,天鐵集團(tuán)承擔(dān)了套筒的制作任務(wù),材質(zhì)16Mn,壁厚30mm,直徑3.5m,高4m,制作時(shí)采用手工電弧焊,焊條J506,無預(yù)熱,焊后自然冷卻。焊后，表面質(zhì)量均達(dá)到圖紙要求，沒有宏觀缺陷。但放置兩天后，產(chǎn)生許多小裂紋，大多分布在熔合線多表現(xiàn)為縱向裂紋。（1）分析什么缺陷及其原因（2）合理工藝措施某電機(jī)廠準(zhǔn)備開發(fā)一款新型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子為焊接結(jié)構(gòu)軸材為42CrMo, 尺寸φ210mm×620 mm，供貨狀態(tài)為調(diào)質(zhì)； 輻板為Q235，尺寸160 mm×600 mm×40 mm，供貨為熱軋，化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)如下。（1）分析焊接性？（2）確定合理的焊接材料？（3）焊接結(jié)構(gòu)？

焊接工藝？