《金属焊接》课后习题参考答案完整版.doc 34页

'《金属焊接》课后习题第1章绪论1-1.什么是焊接？什么叫做焊接技术？（储运11-101丛欣欣）答：焊接：是指通过适当的手段，是两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（分子）间结合而连接一体的连接方法。焊接技术：焊接是一种重要的金属加工工艺，各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺和焊接设备等及其基础理论的总称叫做焊接技术。1-2.简述焊接过程的物理实质。（储运11-102顾思彤）答：焊接的物理实质：利用局部加热、加压或两者并用的手段，克服表面不平度并消去氧化膜，使母材和焊缝金属形成共同的晶粒，达到永久性的牢固连接。1-3.焊接解决的主要问题是什么？（储运11-103郭祝华）答：焊接解决的问题主要有两个：一是怎样才能焊上；二是怎样才能焊好。所谓焊上，就是顺利地将两种分离的金属连接在一起，并使它们结合部分能达到原子间的相互联系。所谓焊好，应包括以下三方面：（1）焊接接头的各项力学性能达到要求的指标，即能够承受使用过程中所受到的各种外力。不致发生过大的变形（特别是塑性变形），更不能出现开裂现象。（2）焊接变形要小，即经过加工或不加工能达到设计规定尺寸及形状位置公差要求，能顺利地与其他相关零部件或设备相连接，并保持良好的受力状态。（3）焊缝及焊接构件要能够使用足够长的时间，即具有良好的耐久性，并且安全可靠。在焊接件使用寿命期间，不会产生附加塑性变形或开裂而失去使用价值。1-4.焊接结构有哪些类型？(储运11-104李丹)答：按两焊件的相对位置，分为平接、搭接和顶接;对接焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系，分为直缝和斜缝;角焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系，分为端缝和侧缝;按焊缝连续性，分为连续焊缝和断续焊缝;按施工位置，分为俯焊、立焊、横焊、仰焊。随着钢结构在建筑工程中的广泛使用，钢结构施工过程中焊接质量越来越受到大家关注，钢结构焊接缺陷的存在，会对焊接钢结构的力学性能和安全使用产生重要的影响，其危害主要是缺陷端部造成严重的应力集中；削弱焊接接头承载截面；降低焊接接头的强度和致密性，导致焊接接头承载力的下降，缩短使用寿命，甚至造成焊接接头脆性断裂或结构倒塌事故。 此外，有些焊接缺陷，如焊缝浃渣、电弧擦伤等会降低焊接结构的耐腐蚀性能。1-5.焊接结构的主要特点是什么？（储运11-105邵艳施）答：⑴接头的强度较高⑵焊接结构的应用场合比较广泛⑶适合于制备有密闭性要求得结构⑷接头形式简单⑸大型结构制造周期短、成本较低。1-6.简述常用焊接方法的基本概念。（储运11-106吴艳）答：熔化焊接：在焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，不加压力而完成焊接的方法称为熔化焊接，简称熔焊。压力焊接：是利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服连接表面的不平度，挤除氧化膜等污物，使其在固态条件下实现连接。钎焊：在焊接过程中，采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与木材相互扩散，从而实现连接焊件的方法称为钎焊。1-7.融化焊接的主要类型有哪些？（储运11-106吴艳）答：按照热源形式的不同可分为：气焊、电弧焊、铝热焊、电渣焊、电子束焊以及激光焊；按照电极形式的不同可分为：熔化极焊接和非熔化极焊接。1-8.压力焊接的主要类型有哪些？（储运11-107陈博）答：压力焊接是利用加压、摩擦、扩散等物理作用克服链接表面的不平度，挤除氧化膜等污物，使其在固态条件下实现连接。压力焊接主要分为分为电阻焊、摩擦焊、扩散焊、高频焊、超声波焊、变形焊、爆炸焊和摩擦搅拌焊八大类。电阻焊又分为点焊、缝焊、凸焊、电阻对焊和闪光对焊五类。变形焊分为冷压焊、热压焊和超高真空压焊。1-9.钎焊的基本工作原理是什么？（储运11-109陈高强） 答：钎焊是利用熔点比被焊金属低的钎料，溶化后依靠毛细管作用填满接头间隙，并与母材之间相互扩散实现连接的一种焊接方法，钎焊与熔焊的主要不同之处在于：钎焊时只有钎料熔化，被焊金属不熔化，液态钎料依靠润湿作用和毛细管作用进入两焊件之间的间隙内，从而形成焊接，依靠液态钎料和固态金属的相互扩散而达到原子的结合，同时这两种材料相互进行配合。1-10.论述焊接技术在石油工业中的应用。（储运11-110陈海明）答：油气储运设备中的各种储油罐、油气管道、油槽车和油轮等都在以焊接为主要加工手段制造的。海洋构筑物的建造和安装，包括海洋平台、导管架、海底管线及海洋管道铺设船。在钻采机械方面，焊接主要用于架体、泵体、钻杆、抽油杆和钻头等各种金属结构和制造及安装修理。石油化工机械中各种化工容器、反应塔、加热炉和换热器的制造和安装等都要井陉大量的焊接工作。1-11.简述焊接技术的发展方向。（储运11-111陈培磊）答:焊接技术将向高性能化,集成化,智能化,柔性化发展。第2章焊接电弧与焊接电源2-1.焊接电弧的主要特点是什么？（储运11-112陈宇）答：（1）维持电弧放电的电压较低，一般为10~50V。（2）电弧中的电流很大，可以几A到几千A。（3）具有很高的温度。弧柱中心温度一般可达5000~30000K，等离子弧温度可达50000L以上。2-2.焊接电话是如何分类的？（储运11-113何成）答：按电流种类分为交流电弧、直流电弧和脉冲电弧；按电弧状态分为自由电弧和压电弧；按电极材料分为熔化极电弧和非熔化极电弧。2-3.引燃电弧的方式有哪几种？（储运11-113何成）答：焊接电弧的引燃方式：接触引弧和非接触引弧。2-4.焊接电弧的结构由哪几部分组成？各部分的特点是什么？（储运11-114黄敏坚）答：焊接电弧有三个电场强度不同的区域组成：阴极区、阳极区和弧柱区阴极区即电弧紧靠负极的区域。阴极区很窄，电弧放电时，阴极表面上集中发射电子的微小区域叫做阴极斑点，具有光亮，是整个阴极区温度最高的地方。阳极区即电弧紧靠正极的区域。阳极区较阴极区宽，电弧放电时，阳极表面上集中接收电子的微小区域叫做阳极斑点，具有光亮，是整个阳极区温度最高的地方。 弧柱区即电弧阳极区和阴极区之间的部分。2-5.什么是焊接电弧的静特性和动特性？（储运11-115黄宇岳）答：电弧静特性：电极材料、气体介质和弧长一定的情况下电弧稳定燃烧时,焊接电流与电弧电压变化的关系，称为焊接电弧的静特性。电弧动特性:对于一定弧长的电弧，当焊接电流发生连续的快速变化时，电弧电压与电流瞬时值之间的关系。2-6.交流电弧燃烧过程中有哪些特点？（储运11-116柯文宇）答：⑴电弧周期性的熄灭和引燃⑵电弧电压和电流波形发生畸变⑶热惯性作用较明显2-7.焊接电弧有哪几种类型？试说明其主要特点。（储运11-116柯文宇）答：按电流种类分为交流电弧、直流电弧和脉冲电弧；按电弧状态分为自由电弧和压缩电弧；按电极材料分为熔化极电弧和非熔化极电弧。焊接电弧的主要特点是：⑴维持电弧放电的电压较低，一般为10-50V。⑵电弧中的电流很大，可从几A到几千A⑶具有很高的温度。弧柱中心温度一般可达5000-30000K，等离子弧温度可达50000K以上。2-8.焊接电源一般分为哪几大类？（储运11-117柯志）答：弧焊电源一般分为机械控制型、电磁控制型和电子控制型三大类。其中机械控制型包括抽头式变压器、弧焊整流器，动铁式变压器、弧焊整流器。电磁控制器型包括磁放大器式弧焊整流器和弧焊发电机。电子控制器型有晶闸式弧焊电源、晶体管式弧焊电源和矩形波交流弧焊电源。2-9.什么叫弧焊电源的外特性？（储运11-118李驰波）答：在电源内部参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压稳定值与输出的电流稳定值之间的关系称之为电源的外特性，亦称电源伏安特性。 2-10.什么叫弧焊电源的动特性？（储运11-119李达林）答：电弧负载状态发生突然变化时，弧焊电源输出电压与电流的响应过程，可以用弧焊电源的输出电流和电压对时间的关系来表示。2-11.什么叫弧焊电源的调节特性？（储运11-120梁剑荣）答：弧焊电源能够满足不同电压、电流的需求的可调性能称为弧焊电源的调节特性。2-12.对弧焊电源的基本要求有哪些？（储运11-121梁泉森）答：⑴保证引弧容易，电弧燃烧稳定；⑵保证焊接规范稳定；⑶具有较宽的焊接范围调节范围。2-13.常用弧焊变压器油哪几类？（储运11-122林超）答：串联电抗器式弧焊变压器：分压式弧焊变压器、同体式弧焊变压器增压漏磁弧焊变压器：动铁芯式弧焊变压器、动圈式弧焊变压器、抽头式弧焊变压器（两芯抽头式弧焊变压器、三芯柱头式弧焊变压器）2-14.分体式弧焊变压器构造怎样？简述其原理。（储运11-130王晓帆）答：分体式弧焊变压器是变压器与电抗器串联，在结构上两者完全独立，它可作为单站和多站交流弧焊电源。这种弧焊变压器是依靠调节电抗器铁芯空气隙来调节电流的。2-15.同体式弧焊变压器构造怎样？简述其原理。（储运11-130王晓帆）答：同体式弧焊变压器是将电抗器叠于变压器之上，平特性变压器与电抗器组成一个整体，故称同体式。它们之间不仅有电的联系，还有磁的联系。2-16.动圈式弧焊变压器构造怎样？简述其原理。（储运11-123林坚鹏） 答：这类弧焊变压器由一个高而宅的口字型铁芯，初级绕组和次级绕组组成。初级绕组和次级绕组相互独立，且有较大距离，可减少绕组间的耦合而增大的磁漏，以获得下降外特性。次级绕组可上下移动，调节漏抗-调节焊接电流。2-17.简述各种类型直流弧焊发电机工作原理。（储运11-123林坚鹏）答：直流弧焊发电机由一台电动机（或其他原动机）和弧焊发电机组成。工作原理与一般发电机相同，但有其独特的要求：下降的外特性，均匀宽广的调节性和良好的特动性。一般发电机原理：原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。2-18.硅弧焊整流器由哪几部分组成？（储运11-124刘建国）答： 硅弧焊整流器是将50Hz的工频单相或三相电网电压，利用降压变压器将高电压降为焊接时所需的低电压，经整流器整流和输出电抗器滤波，从而获得直流电，对焊接电弧提供电能。为了获得脉动小、较平稳的直流电，以及使电网三相负载均衡，通常采用三相整流电路。硅弧焊整流器的电路一般由主变压器、电抗器、整流器、输出电抗器等几部分组成。图3-1为硅弧焊整流器组成的框图。硅弧焊整流器组成框图图3-1硅弧焊整流器的组成l（1）主变压器其作用是把三相380V的交流电变换成几十伏的三相交流电。l（2）电抗器可以是交流电抗器或磁饱和电抗器（磁放大器）。当主变压器为增强漏磁式或要求得到平外特性时，则可不用电抗器。其作用是使硅弧焊整流器获得形状合适、并且可以调节的外特性，以满足焊接工艺的要求。l（3）整流器其作用是把三相交流电变换成直流电。通常采用三相桥式整流电路。l（4）输出电抗器它是接在直流焊接回路中的一个带铁心并有气隙的电感线圈，其作用主要是改善硅弧焊整流器的动特性和滤波。l此外，硅弧焊整流器中都装有风扇和指示仪表。风扇用以加强对上述各部分、特别是硅二极管的散热，仪表用以指示输出电流或电压值。2-19.硅弧焊整流器的工作原理是什么？（储运11-125刘江）答：硅弧焊整流器采用的是50Hz的工频单相或三相交流电网电压，利用压降变压器将电网高电压降至焊接时所需的低电压，经整流器整流和输出电抗器滤波后获得直流电，对焊接电弧提供电能。2-20.晶闸管式弧焊电源的工作原理是什么？（储运11-126吕军强） 答：晶闸管式弧焊电源的基本原理框图如图2.6-1所示。图中T为三相平特性降压变压器，将380V降至几十伏电压。VT为晶闸管可控整流桥，将交流电变为直流电，用电子触发电路控制并采用闭环反馈的方式来控制外特性，对焊接电压和焊接电流进行无级调节。为输出电抗器，通过输出电抗器可以改善动特性，控制熔滴过渡，减少飞溅。有电流，电压监测和反馈电路JC获取的反馈信号与来自给定电路G的给定信号比较后，经运算放大器A放大送至脉冲移相电路，控制VT的导通角，实现对外特性的控制和工艺参数，电压的调节。2-21.晶闸管式弧焊电源有什么特点？（储运11-127齐升贤）答：1、结构简单2、易获得多种外特性并对其进行无级调节3、动特性好、反应速度快4、电源输入功率小，焊接电流、电压调节范围大5、能较好的补偿网络电压波动和周围环境温度的影响6、对于较慢的焊接过程可采用微动控制。2-22.晶体管式弧焊电源的工作原理是什么？（储运11-128宋广平）答：晶体管在主电路中起“电子开关”或“线性放大调节器”的作用，以“开关式”或“模拟式”晶体管组和闭环反馈对外特性及输出电流进行控制。2-23.晶体管式弧焊电源有什么特点？（储运11-129苏勇宾）答：1.晶体管通断速度快、控制灵活、精度高，模拟式输出电压无脉冲，可以获得任意的电流输出波形。2.可以对外特征曲线形状任意进行调节。3.可调参数多，调节范围宽，特别是晶体管式脉冲焊弧电源的脉冲电压幅值、脉冲宽度、脉冲频率、基值电源等均可精密控制，无级调节，对焊弧能量能够准确控制，适用于不同焊接方法，不同材质和不同形体的工件的焊接。4.回路时间常数小，动态反应速度快。一般来说，模拟式的反应速度仅为30~50μs,开关式的反应速度为300~500μs。借助电子电抗器和脉冲波形的控制，可以实现无飞溅和少少飞溅焊接。5.抗干扰能力强，可以对网络电压波动，环境温度变化和其他因素变化进行有效的补偿，保住输出电压、电流的稳定性。 6.脉冲频率高，可达20~30kHz，开关式晶体管焊接电源可以通过调节脉冲占空比，获得所需的范围参数和外特征曲线范围形状。7.控制性能好，便于实现无级调节，遥控和微机控制。2-24.脉冲弧焊电源的原理是什么？它有哪些类型？（储运11-130王晓帆）答：1、原理：在直流弧焊电源的交流侧或直接侧接上大功率晶闸管，分别组成晶闸管交流断续器或直流断续器Q，借助它们作为电子开关获得脉冲电流。2、类型：⑴按获得脉冲电流的主要器件分，脉冲弧焊电源可分为单相整流式脉冲弧焊电源、磁放大器式脉冲弧焊电源、晶闸管式脉冲弧焊电源、晶体管式脉冲弧焊电源和逆变器式脉冲弧焊电源。⑵按脉冲电源和基本组合分，可分为单电源（或一体）式脉冲弧焊电源和双电源（或并联）式脉冲弧焊电源。2-25.脉冲弧焊电源有什么特点？它的应用范围如何？（储运11-130王晓帆）答：1、主要特点：⑴提供周期性变化的脉冲式焊接电流，可精确控制电弧功率和焊接熔池的形状及尺寸。⑵可调节的焊接工艺参数多，如基值电流的大小、脉冲电流的增幅、脉冲频率、脉冲电流的宽度、电流的上升速度和下降速度等，均可无级调节。⑶可以利用普通弧焊电源改造而成。2、应用范围：⑴适用于各种气体保护焊、等离子弧焊、焊条弧焊等。⑵适宜不同厚度板材的焊接：用小脉冲电流可以焊接0.1mm以下的超薄板；用窄间隙脉冲气体保护焊可焊接150mm以上的厚板。⑶可焊接多种材料，如焊接碳钢、低合金钢、高合金钢、热敏感材料和稀有金属。⑷适宜全位置焊接、单面焊双面成形、封底焊和管道自动焊等。⑸晶闸管、晶体管、逆变式脉冲弧焊电源便于实现微机控制，可用作弧焊机器人的电源。2-26.逆变弧焊电源的基本原理是什么？（储运11-131王雨）答：工频正弦波交流电压经主变压器降压和晶闸管整流器的整流，变成为十几伏的直流电压，再通过晶闸管逆变器的开关转换，成为矩形波交流电流。 2-27.逆变弧焊电源的特点是什么？（储运11-132温林峰）答：1.高效节能2.质量轻、体积小3.调节性能好4.动特性好5.频率特性宽6.可采用微机控制或单旋转调节，易于实现自动化生产第3章常用电弧焊方法3-1.焊条药皮的主要作用是什么？（储运11-133温正）答：药皮在电弧的热作用下，一方面可以产生大量的保护气体并围绕在电弧周围，达到保护电弧的目的；另一方面，药皮熔化后形成的熔渣从熔池中浮起并覆盖在熔池表面，可以防止熔化金属与周围气体相互作用；药皮还具有提高电弧燃烧稳定性的作用。3-2.简述焊条的选用原则。（储运11-134吴国鼎）答：总原则：尽可能使接头的使用性能与母材的使用性能保持一致。以下是百度答案，与课本答案和近似。不能接受的请翻课本p.65一、考虑因素为焊件物理、化学性能和化学成分选择原则:1.根据等强度观点,选择满足母材力学性能的焊条,或结合母材力学性能的焊条,或强合母材的可焊性,改用非强度而焊接性好的焊条,但考虑焊缝结构型式,以满足等强度等刚度要求2.便其合金成分符合或接近母材3.母材含碳、硫、磷有害杂质较高时，应选择抗裂性和抗气孔性能较好的焊条.建议选用氧化钛钙型,、钛铁矿型焊条.如果尚不能解决,可选用低氢型焊条二、考虑因素为焊件的工作条件和使用性能时选择原则:1.在承受动载荷和冲击载荷情况下,除保证强度外,对冲击韧性、延伸率匀有较高的要求,应依次选用低氢型、钛钙型和氧化铁型焊条2.接触腐蚀介质的,必须根据介质种类、浓度、工作温度以及区分是一般腐蚀还是晶间腐蚀等,选择合适的不锈钢焊条3.在磨损条件下工作时,应区分是一般还是受冲击磨损,是常温还是百高温下磨损4.非常温条件下工作时,应选择相应的保证低温或高温力学性能的焊条三、考虑因素:焊件几何开头的复杂程度、刚度大小,焊接坡口的制备情况和 焊接位置时选择原则:1.形状复杂或大厚度的焊件,焊缝金属在冷却时收缩应力大,容易产生裂缝,必须选用抗裂性强的焊条,如低氢型焊条高韧性焊条或氧化铁型焊条2.受条件限制不能翻转的焊件,须选用能全位置焊接的焊条3.焊接部位难以清理的焊件,选用氧化性强、对氧化皮和油垢不敏感的酸性焊条，以免产生气孔等缺陷四、考虑因素为施焊工地设备时选择原则:在没有直流焊机的地方,不宜选用限用直流电源的焊条,而应选用交直流电源的焊条.某些钢材(如珠光体耐热钢)需焊后消除热处理,但受设备条件限制(或本身结构限制)不能进行热处理时,应改用非母体金属材料焊条(如奥氏体不锈钢焊条),可不必焊后热处理五、考虑因素为改善焊接工艺和保护工人身体健康时选择原则:在酸性焊条和碱性焊条都可以满足要求的地方,就尽量采用酸性焊条六、考虑因素:劳动生产率和经济合理性时选择原则:在使用性能相同的情况下,应尽量选择价格较低的酸性焊条,而不用碱性焊条,在酸性焊条中又以钛型、钛钙型为贵,根据我国矿藏资源情况,应大力推广3-3.什么叫做焊接工艺？（储运11-135吴恒威）答：1.高效节能2.质量轻、体积小3.调节性能好4.动特性好5.频率特性宽6.可采用微机控制或单旋转调节，易于实现自动化生产3-4.焊接时开坡口的目的是什么？（储运11-136吴鑫涛）答：开坡口是为了保证电弧能深入焊缝根部，使根部焊透，以及便于清除熔渣，获得较好的焊缝成形。另外，坡口还能起到调节基本金属和填充金属比例的作用。3-5.简述埋弧焊的工作原理及应用范围。（储运11-137严志雄）答：基本原理：焊接时，装在焊丝盘内的盘状焊丝经过焊接机头上的送丝滚轮和导电嘴送入电弧区进行焊接；焊剂依靠自重经焊剂漏斗下面的软管下落到电弧前面焊件的待焊接缝上；电弧的热量使焊丝、工件和焊剂熔化，形成金属熔池；焊剂小车载着焊丝、焊剂等以设定的速度沿焊缝前进。应用范围：常规对接、角接，高生产率对接、角接，耐磨耐腐蚀合金堆焊，常规对接焊。 3-6.简述电弧自身调节原理和电弧电压自动调节原理。（储运11-138叶亦光）答：电弧自身调节原理是使焊丝的熔化速度产生相应的变化来到达恢复弧长的目的。电弧电压自动调节原理：当其他条件不变时，电弧电压增大时，电弧电压增大，焊缝熔宽显著增加而熔深和余高则略有减小。电弧电压增加所带来的电弧功率提高主要用于熔宽增加和弧柱的热量散失，电弧对熔池作用力因熔宽增加而分散，故熔宽和余高略有减小。3-7.什么叫做焊缝成形系数？其对焊接质量有何影响？影响焊缝成形系数的因素有哪些？（储运11-139曾伟彬）答：焊缝成型系数：熔焊时，在单道焊缝横截面上焊缝宽度（B）与焊缝计算厚度（H）的比值（ψ=B/H）。焊缝成型系数小时形成窄而深的焊缝，在焊缝中心由于区域偏析会聚集较多的杂质，抗热裂纹性能差，所以形成系数值不能太小，如自动埋弧焊的成型系数要大于1.3，即焊缝的宽度至少为焊缝计算厚度的1.3。只要参与焊接的对焊接质量均有影响。如电流电压，电焊机极性，焊接速度，焊枪倾角，保护气流流量以及环境的风速，焊接材质,坡口形式及焊材表面处理3-8.钨极氩弧焊有哪些特点？其应用范围如何？（储运11-140张达祥）答：钨极氩弧焊的特点：1、钨极不熔化，只起导电和产生电弧作用，比较容易维持电弧的长度，焊接过程稳定，易实现机械化，保护效果好，焊缝质量好。2、适用于焊接厚度为6mm以下的薄板。3、一般不采用直流反接。4、钨极氩弧焊需加填充金属时，填充金属可为焊丝，也可为填充金属条，或者采用卷边接头等。5、由于钨极的承载电流能力有限，使钨极氩弧焊的功率密度受到制约，致使熔深浅，熔敷速度小，生产率低。其应用范围：被焊材质：碳钢、合金钢、不锈钢、耐热钢、耐热合金钢、难熔金属、铝合金、铜合金及钛合金等。被焊板厚：适宜于焊接薄板，可以焊接的最小板厚为0.15mm。焊接位置：全位置。 焊件形状：手工焊适宜于焊接形状复杂的焊件、难以接近的部位或间断短焊缝;自动焊适宜于焊接有规则的长焊缝，如纵缝、环缝或曲线焊缝。3-9.什么叫做“阴极破碎”作用？TIG焊焊接铝、镁及其合金时，为何采用直流反接？（储运11-141张进扬）答：阴极破碎：当阴极斑点处受到弧柱中来的正离子流的强烈撞击时，温度很高，其氧化膜很快被汽化破碎，显露出纯净的金属表面，电子发射条件也由此变差，阴极斑点转移到邻近有氧化膜存在的地方，如此下去，就会自动地把工件表面上的氧化膜清出掉，这种现象称为阴极破碎或阴极雾化现象。所谓阴极破碎是指通过阴极的电子发射特性，使氧化膜产生分解。熔化极氩弧焊通常采用直流反接，焊铝工件有"阴极破碎"作用。焊接质量优良，焊缝成型美观。可全位置自动焊接直流反接时，钨极为正极，产生动能较大的阳离子，撞击铝、镁及其合金表面的氧化膜，具有清洁作用；而钨极为阳极区，温度很高，钨极严重烧损，不能使用较大的焊接电流进行正常焊接。采用交变的方波电源，正半波加热工件，负半波清理氧化膜，实现了铝、镁及其合金的高质量焊接。3-10.直流分量是如何产生的？如何消除？（储运11-142赵洪雨）答：由于正负半周的电子发射能力不同，焊接电流的大小不同，会产生直流分量。在焊接回路中串入反极性电池和隔离电容可以消除直流分量。3-11.什么叫做熔滴过渡？影响熔滴过渡的力有哪些？熔滴过渡的主要形式有哪些？试分析其形成原因及焊接特点？（储运11-143种盼盼）答：熔滴过渡：焊丝（条）端头的金属在电弧热作用下被加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊丝（条）进入熔池，称之为熔滴过渡。影响熔滴过渡的力有：重力，表面张力，电磁力，等离子流力，斑点压力和其它力。熔滴过渡的主要形式有哪些？试分析其形成原因及焊接特点？1）短路过渡 形成原因：采用较小电流和低电压焊接时，熔滴在未脱离焊丝端头前就与熔池直接接触，电弧瞬时熄灭短路，熔滴在短路电流产生的电磁收缩力及液体金属的表面张力作用下过渡到熔池中 。焊接特点：熔滴过渡频率高，电弧稳定，飞溅少，熔深浅，焊缝成形美观；熔滴过渡焊件不容易烧穿；适合于薄件的全位置焊接。2）滴状过渡形成原因：电弧电压较高，电弧弧长较长，熔滴形成后不易短路；电流较小使得斑点面积小，所以熔滴过渡主要靠重力。随熔滴长大，它会克服表面张力等形成大滴过渡。特点：过渡频率高，电弧不稳定，飞溅多，熔深浅，焊缝表面粗糙；适合于平焊位置。3）射流过渡形成原因：在直流电反接的情况下，电流很大，斑点面积增大，使电磁力的轴向分力急剧增大，且成为促进熔滴过渡的力，此时等离子流力也增大，同时采用反接又减小了阻碍熔滴过渡的斑点压力，所以熔滴在直径等于或小于焊丝直径时就可以从焊丝末端沿焊丝轴向迅速通过电弧空间进入熔池。特点：熔滴很小，熔滴过渡频率高，电弧稳定，飞溅少，熔深浅，焊缝成形美观；不适合于薄板焊接，适合于薄件的全位置焊接。3-12.熔化极氩弧焊为何通常采用直流反接？（储运11-144周城）答：⑴焊接铝、镁等金属时有良好的阴极雾化作用，可有效去除氧化膜，提高接头的焊接质量⑵有阴极破碎作用，成本又低⑶可实现细射流过渡，反接可以得到稳定的焊接过程和稳定的熔滴过渡过程，焊接铝、镁及其合金时还具有阴极保护作用3-13.CO2气体保护焊主要存在哪些问题？如何解决？（储运11-145周晓赟）答：（1）飞溅大，焊缝成形差。应注意减小应力集中（2）电弧气氛具有较强的氧化性。采用含有脱氧剂的焊丝。（3）3-14.药芯焊丝CO2气体保护焊有哪些特点？（储运11-146朱盛崧）答：药芯焊丝CO2气体保护焊的特点有：1，生产效率高。CO2 电弧的穿透力强，电流密度大，焊丝的熔化率高，生产率可比手弧焊高1-3倍。2，节省能源，焊接成本低。CO2来源广，价格低，焊前对焊件的清理工作简单，是一种节能的焊接方法。3，适用范围广。可全位置焊接薄板可焊到0.5mm，最厚几乎不受限制。4，焊接质量高。CO2具有氧化性，抗锈能力强，抗裂性好，也不容易产生氢气孔。5，焊接不用清渣，又是明弧，便于监视和控制。6，焊接变形小。电弧热量集中，线能量低，CO2气体具有较强的冷却作用，使焊件受热面积小，特别是焊薄板时变形很小。3-15.波形控制的工作原理是什么?STT技术有哪些优点和缺点？（储运11-147朱文辉）答：1.波形控制的工作原理是在短路过程中的不同时刻向焊接电弧施加负脉冲，改变电弧的瞬时功率，从而减小飞溅。2.STT技术的优点：（1）引弧容易，电弧燃烧稳定；（2）飞溅极小，焊接烟尘少；（3）焊缝成形美观，焊接质量好；（4）精确的热输入控制可以焊接变形和烧穿；（5）焊接速度快，生产效率高，焊接成本低。3.STT技术的缺点：（1）仅限于对短路过度的改进；（2）设备比较贵重。3-16.若用下列板材制作圆筒形低压容器，各应采用哪种焊接方法？（储运11-148庄伟）（1）Q215-A钢板，厚20mm，批量生产；（2）45钢板，厚6mm，单件生产；（3）紫铜板，厚4mm，单件生产；（4）铝合金板，厚20mm，单件生产；（5）16Mn，厚20mm，单件生产；（6）不锈钢板，厚10mm，小批生产。 答：（1）、采用埋弧自动焊（2）、采用缝焊（3）、采用手弧焊（4）、采用钨极氩弧焊（5）、采用熔化极氩弧焊（6）、采用熔化极氩弧焊第3章焊接应力与变形4-1.名词解释：自由变形、外观变形、内部变形、残余变形、残余应力、反应形变、刚性固定法。（储运11-148庄伟）答：1、自由变形：指物体的变形是没有受到外界的任何阻碍而自由进行的2、内部变形：指未表现出来的变形3、外观变形：指将能表现出来的变形称为外观变形4、残余变形：残余变形又称不可恢复变形。结构在荷载时产生变形，卸荷载后变形只能部分恢复，不能恢复的那一部分变形称残余变形。5、残余变力：当外力去除后这部分力仍然存在就是残余变力6、反变形法：分析焊件焊后可能产生变形的方向和大小，在焊接前应使被焊件做大小相同，方向相反的变形以抵消或补偿焊后发生的变形，使之达到防止焊后变形的目地种方法称为反变形法。7、刚性固定法：利用装配夹具或临时性支撑，将焊接件的相互位置固定，用以防止焊后变形的方法，叫刚性固定法。4-2.焊缝形成过程中，先焊完的焊缝对后焊完的焊缝的收缩有何影响？（储运11-149吴章杰）答：先焊完的部分先冷却，后焊完的部分后冷却。先冷却的部分会限制后冷却部分的横向收缩。对于长焊缝一般采用从中心向两端焊接，因为可以相互抵消大部分应力，构件中的最小。 4-3.预防焊缝变形的措施有哪些？（储运11-150任志鹏）答：设计措施：1.选用合理的焊缝尺寸和形状，合理的坡口形状。2.尽可能减少焊缝的数量。3.合理安排焊缝位置，安排在结构截面的中性轴或接受近中性轴处，以减少弯曲变形。4.选用合理的焊接方法和规范。5.选用合理的装配焊接顺序。工艺措施有：反变形法、刚性固定法、预热法、散热法、回火法、热平衡法。第四章4-4.矫正焊接残余变形的方法有哪些？（11方振羽）答：有两种：1、机械矫正法：利用机械或工具施加外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形。2、火焰加热矫正法：利用火焰对焊件进行局部加热，使焊件产生新的形变，利用冷却时该区域的收缩变形抵消焊接变形。4-5控制焊接残余应力的措施有哪些？答：1.设计原则：⑴减少结构上焊缝的数量和焊接尺寸⑵避免焊缝过分集中，焊缝间应保持足够的距离⑶采用刚度较小的接头方式2.工艺措施：⑴合理选择装配焊接顺序和方向⑵预热法⑶冷焊法⑷增加焊接的自由度⑸锤击⑹加热“减应区”法4-6.消除和减少焊接残余应力的方法有哪些？（42许世立）答：课本P1241.整体热处理2.局部热处理3机械拉伸法4.温差拉伸法第五章5-1.什么是焊接化学冶金？焊接化学冶金的主要任务和目的是什么？（01崔良惠）答：焊接化学冶金主要是熔化金属与气体或熔渣之间的界面反应。焊接化学冶金的主要任务是通过调整焊接材料的成分和性能，控制熔化金属与周围气体、熔渣之间的反应，从而获得预期要求的焊缝成分。目的：对金属再熔炼，以满足构件性能。5-2.试分析焊接化学冶金过程的区域性和连续性。（02方荥）答：焊接化学冶金过程是分区域连续进行的，分区域——熔滴、熔池，但是连续。熔滴过程没有进行的反应继续在熔池阶段进行。各区的反应条件也有较大差异，因而也就影响到各区反应进行的可能性、方向、速度和限度。不同焊接方法有不同反应区。手工电弧焊时有三个反应区：药皮反应区、熔滴反应区和熔池反应区。熔化极气体保护焊时，只有熔滴和熔池二个反应区。（一）药皮反应区温度范围从100℃至药皮的熔点在该区的主要物化反应有：水分的蒸发、某些物质的分解和铁合金的氧化。（二）熔滴反应区 1、熔滴的温度高2、各相之间的反应时间短3、熔滴与熔渣发生强烈的混合（三）熔池反应区1、熔池反应区的物理条件2、熔池反应区的化学条件5-3.N和H对焊接质量有何影响？控制措施分别有哪些？（03麻秀芬）答N:氮对焊接质量的影响主要体现在一下几个方面：1、形成气孔：当液态铁凝固时，氮的溶解度发生突降，这是焊缝中产生氮气孔的原因之一。液态金属在高温时可以溶解大量的氮，而其在凝固时氮的溶解度突然下降，这是过饱和的氮以气泡形式从熔池中向外溢出，当焊缝金属的结晶速度大于它的溢出速度时就形成气孔。2、对焊缝金属力学性能的影响：随焊缝中氮的增加，焊缝金属强度升高而塑性和冲击韧性降低。控制焊缝含氮量的措施：1、增加对焊接区的保护：控制氮的主要措施是加强保护，防止周围空气侵入焊接区与液态金属发生作用。2、正确选择焊接规范：采用大电流、短弧焊有利于减少焊缝中的氮含量；直流正接（融滴为阴极）比直流反接（融滴为阳极）的含氮量高。3、利用合金元素：进行自保护电弧焊是，焊丝中通常加入Ti，Al,Si，和Zr等强氮化物形成元素，形成的氮化物进入渣中，从而减少焊缝金属中的氮含量。H:氢对焊接质量的影响：1、氢脆（氢致塑性损失）：氢脆是氢在室温附近使钢的塑性指标（如延伸率和断面收缩率）严重下降的现象，它对硬度、冲击值、强度等性能影响不大。2、氢白点：含氢量高的碳钢或低合金钢焊缝常常在拉伸或弯曲试件断面上出现银白色圆形局部脆断点，成为白点。与氢脆一样，白点也是在塑性变形过程中产生的，它也会使焊缝塑性严重下降。3、氢气孔：当气泡外逸速度小于熔池结晶速度时，就在焊缝中形成气孔。4、冷裂纹：冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度时产生的一种裂纹，危害很大。控制焊缝含氢量的措施：1、限制氢的来源：（1）合理选择药皮原材料，制造低氢或超低氢焊条时不用或少用含有吸附水、结晶水、化合水或溶解的氢的物质，如有机物、云母、白泥等矿物。（2）严格烘干焊接材料，包括制造时的烘干和使用前的烘干。（3）气体保护焊时限制保护气中的含水量，必要时可采取去水、干燥等措施。（4）清除焊丝和焊件表面上的油、绣、吸附水等杂质，可以采取机械或化学方法清除。为防止焊丝生锈，许多国家都采用表面镀铜处理。2、冶金措施：（1）提高气相的氧化性（OH夺H）：提高气相的氧化性，气相中可形成OH，减少H的存在。（2）氟化物除氢（HF夺H）：实验证明，在焊条药皮或焊剂中加入CaF2可显著降低焊缝的含氮量。3、工艺措施：焊接工艺参数对焊缝含氮量也有一定的影响。4、焊后脱氢处理：焊后将焊件加热到一定温度，可促使氢扩散外逸。5-4.焊缝金属是通过哪些途径被氧化的？氧对焊接质量有何影响？可采取哪些措施减少焊缝的氧含量？（04杨欣欣）答：1．（1）氧化性气体对金属的氧化：自由氧对金属的氧化，二氧化碳对金属的氧化，水对金属的氧化（2）熔渣对金属的氧化：扩散氧化，置换氧化，焊件表面氧化物对金属的氧化 2．（1）降低焊缝的力学性能（2）增加焊缝的冷脆与热脆敏感性（3）降低焊缝导电性、导磁性、耐蚀性等物化性能（4）使焊缝中有益的合金元素烧损，并造成飞溅和气孔3．控制焊缝含氧量的措施：（1）纯化焊接材料（2）工艺措施（3）冶金脱氧5-5.为什么碱性焊条对焊件表面的氧化铁和铁锈更为敏感？（05杨玉洁）答：在碱性渣中，、等酸性氧化物较少，大部分以自由状态存在，可向金属中扩散．使焊缝增氧。所以，碱性焊条对焊件表面的氧化皮和铁锈更为敏感，焊前要彻底清理焊件表面的铁锈和氧化皮。5-6．什么是焊接金属的合金化？（06郑泉）答：合金化就是把所需要的合金元素,通过焊接材料过渡到焊缝金属(或堆焊金属)中。5-7.焊缝中硫和磷有何危害？主要控制措施是什么？（07蔡泽康）答：焊缝中的硫容易发生偏析，增加了焊缝金属产生结晶裂纹的倾向。除了促使产生热裂纹外，硫的存在还会降低钢的塑韧性。硫化物夹杂是低合金高强钢产生冷裂纹的裂纹源。控制措施：控制药皮、药芯和焊剂的原料中的含硫量。若含硫过高，应采用高温焙烧等方法预先进行处理；选择对硫亲和力比铁大的元素进行脱硫；利用熔渣中的碱性氧化物MnO，CaO，MgO进行脱硫；加入稀土脱硫。磷的存在促使金属热裂，促使冷脆，另外磷比硫更容易偏析，也更容易促使热裂。主要控制措施：严格限制原材料，特别是锰矿中的磷含量。5-8.与一般铸锭凝固相比，焊接熔池凝固有何特殊性？（08陈建武）答：1、焊接熔池与铸锭凝固结晶相比，其主要特点是熔池体积小，存在时间短，凝固结晶快；2、由于是在运动状态下结晶，也使产生气孔、夹杂等缺陷的倾向增大；3、并且由于熔池过热温度高，晶粒长大迅速且使元素烧损大。5-9什么是联生结晶？什么是择优长大？（09成晟）答：在焊接过程中，焊缝区在冷却过程中以熔合线上局部半熔化的晶粒为核心向内生长，生长方向为散热最快方向，最终成长为柱状晶粒。晶粒前沿伸展到焊缝中心，呈柱状铸态组织，此种结晶方式称为联生结晶。择优长大：晶体最易长大方向沿散热的反方向5-10.什么是成分过冷，其对熔池结晶形态有何影响？（10崔凯）答：区域的实际温度低于液相平衡温度是由于合金凝固时界面处的成分与液相原始成分有差别所引起的，故称为成分过冷。凝固组织的形态随成分过冷度的变化而发生显著的变化，随成分过冷的增强，晶体形态将按“平面晶→胞状晶→柱状树枝晶→等轴树枝晶”放下改变。5-11.焊缝中形成的偏析有哪几种？产生的原因是什么？（11方振羽）答：有三种，分别是：1、显微偏析：柱状晶生长时，晶轴先凝固，晶界后凝固，先凝固的晶轴处成分纯、熔点高，后凝固的晶界含有比较多的合金元素和杂质。这种晶轴与晶界之间的成分不均匀性就成为微观偏析。2、区域偏析（宏观偏析）：在柱晶生长中，熔池边缘先凝固，低熔点共晶物以及杂质被赶向熔池中心，最后凝固形成宏观偏析。3、层间偏析：经过腐蚀的焊缝横断面上存在层状偏析轮廓线，它与熔合线轮廓平行，而且越靠近熔合线，层状线越密越清晰。层状偏析中一层的成分较纯，即含溶质的浓度较低，另一层则含溶质的浓度较高，这是由于凝固过程中晶体长大速率的周期性变化造成的。5-12．控制焊缝一次结晶组织的措施主要有哪些？（12古胜豪） 答：对于焊后不再进行热处理的焊接结构，都应尽可能保证一次结晶后能得到良好的焊缝组织，通常改善焊缝一次结晶组织的基本方法是控制凝固过程中形核及其长大方式，以达到打乱柱状晶的方向性，细化晶粒和改善化学的均匀性。1.变质处理这是改善焊缝一次结晶的有效方法之一。它是向焊接熔池中过渡少量合金元素或化合剂(统称变质剂)，以控制熔池结晶过程，得到细小晶粒的方法。变质处理在铸造生产中已广泛应用，在焊接中焊接材料研制方面也有成功采用。变质剂的主要作用是：①增加了新相形核的核心，减小新相形核功，从而增加晶核数量；②可以吸附在正在生长中的晶界面上，阻碍其长大。同时也有助于在原始晶界面上形成新相核心，生长新相晶粒。有两类变质剂：一类主要是高熔点金属元素或化合物，它们在熔池中呈微细的固相颗粒弥散分布，成为新相的依附表面，从而增加晶粒数目；另一类是表面活性物质，它们不易溶于金属溶液，而易于吸附在正在生长的晶体表面，从而改变固—液界面张力，阻碍晶粒长大，并促使新相在晶体表面上生长。这类变质剂一般只在以微量元素加入时才有效。近年通过焊接材料(焊条、焊丝或焊剂等)向熔池加入细化的元素有Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al、B、N等。都可改变结晶形态，细化焊缝晶粒，既提高强度和韧性，又可改善抗裂性能。2.振动结晶焊接时，对熔池施加一定的振动去打乱枝晶的生长方向，破坏正在成长的粗大晶粒，增加形核中心，从而得到细晶组织。目前正在研究和发展中的振动结晶方法有：①低频机械振动。振动频率在10kHz以下，通过机械方法，使熔池中产生振动，振动器附在焊丝或工件上，振幅都在2mm以下。振动所产生的能量可使熔池中成长的晶粒破碎，同时也使熔池金属，发生强烈搅拌作用，不仅使成分均匀，也使气体或夹杂等快速上浮，从而改善了焊缝金属的性能。②高频超声振动。利用超声波发生器向熔池引入20kHz以上的振动频率，振幅10-4mm。超声振动可使焊接熔池中正在结晶的金属承受拉、压交替的应力作用，使正在成长的晶粒破坏，增多结晶中心，改善结晶形态和细化晶粒。③电磁振动。利用强的交变磁场使熔池中的液态金属产生强烈搅拌，让成长着的晶粒不断受到摩擦和冲刷作用，既可细化晶粒，又可打乱结晶方向，改变结晶形态。此外，电磁振荡还有消除残余应力的作用。与变质处理相比，振动结晶需使用复杂设备，成本高，效率低，在生产中推广使用尚有困难。3.调整焊接工艺参数通过调整焊接工艺参数去控制熔池的形状和尺寸、熔池中液相的温度梯度和晶粒成长的速度等。因为这些都是决定一次结晶形态的主要因索。 焊接时，若采用小热输入或提高焊缝冷却速度，就可以使熔池尺寸减小，液相金属的温度梯度加大；而熔池体积小，冷却快，也加大了晶粒的成长速度。这些都有利于形成细小的胞状晶组织，而抑制了柱状晶的形成。若相反，加大焊接电流或降低焊缝冷却速度，则熔池大而冷却缓慢，于是，有利于柱状晶形成和长大。注意，提高冷却速度时要考虑对焊缝二次结晶过程和热影响的影响。对于易淬火的相变重结晶钢，冷却速度过高会引起焊缝和热影响区中产生淬火组织，甚至导致产生冷裂纹等缺陷。5-13.什么是焊接温度场？影响焊接温度场的因素有哪些？（13郭明明）答：焊接温度场是指在焊接过程中，焊件上个点的温度分布是时间和空间的函数，即T=ƒ（x,y,z,t）。影响焊接温度场的因素：热源的性质和功率、被焊金属的热物理性质（导热系数等）、焊接工艺参数（焊接速度、板厚、接头形式、坡口、预热、间隙）等。5-14.什么是焊接热偱环？焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接接头的组织和性能有什么影响？（15黄华杰）答：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程。影响参数：1.加热速度Wh随加热速度的提高，发生相变的温度越高，同时奥氏体的均质化和碳化物的溶解越不充分，必然影响热影响区冷却后的组织和性能。2.峰值温度Tm焊件上某点在焊接时加热的最高温度对其组织变化（奥氏体转变，晶粒长大，碳化物的溶解等）有重要影响。金属的组织和性能除了与化学成分有关外，还主要与加热的最高温度和冷却速度有关。3.高温停留的时间tH在变相温度Ac3以上停留的时间越长，越有利于奥氏体的均质化过程，对组织性能有益。4冷却速度Wc(或冷却时间)冷却速度是决定HAZ组织性能的主要参数。5-15.影响焊接热循环的因素有哪些？它们是如何影响的？（14胡智道）答：影响焊接热循环的因素：1.加热速度；在焊接条件下，加热速度比热处理条件要快的多。加热速度的提高，发生相变的温度越高，同时奥氏体的均质化和碳化物的溶解月不充分，必然影响热影响区冷却后的组织和性能。2.峰值温度；焊件上某点在焊接时加热的最高温度对其组织变化有重要影响。3.高温停留时间；在相变温度以上停留的时间越长，越有利奥氏体的均质化过程，对组织性能有益。4.冷却速度；冷却速度是决定HAZ组织性能的主要参数，对于中、高碳钢或合金钢，焊后冷却速度越大，越容易形成淬硬组织，机械性能降低，同时产生焊接裂纹的危险。对于奥氏体不锈钢、合金等，焊后冷却速度慢，会引起析出脆化、抗腐蚀性能降低等现象，5-16.何谓长段多层焊和短段多层焊？其各自的焊接热循环具有什么特点？（16黄庆艺）答：1.长段多层焊，就是每道焊缝较长（1m以上），焊接各层时，近缝区1、2、3点的热循环,相邻各层之间有依次热处理的作用，为防止最后一层淬硬，可多加一层“退火焊道”，从而使焊接质量有所改善。对一些淬硬倾向较大的钢种，不适于长段多层焊接;2.短段多层焊，就是每道焊缝较短（约50~400mm），在这种情况下，未等前层焊缝冷却到较低温度。其特点是后焊一层对先焊层具有缓冷作用，可以防止焊接接头出现淬硬组织，适于焊接晶粒易长大而又易于淬硬的钢中。5-17.焊接热影响区中的几个区是根据什么划分的的？如何划分？各具有什么组织和性能特征？（17黄伟）对于不易淬火钢，根据HAZ中不同部位加热的最高温度以及组织特征的不同来划分的。1）过热区（粗晶区）加热最高温度在母材固相线以下到晶粒开始急剧长大的温度（一般指1100℃ 左右）范围内的区域称为过热区。这个区的韧性很低，通常冲击韧性要降低20%~30%，在焊接刚度比较大的结构时，过热粗晶区容易出现脆化或裂纹。2）相变重结晶区（正火区）该区的塑韧性优于母材，是热影响区中组织性能最好的区域。3）不完全重结晶区这个区的特点是晶粒大小不一，组织不均匀，因而机械性能不均匀。不易淬火钢1.完全淬火区2.不完全淬火区3.回火区5-18．焊缝中可能出现什么气孔？各有什么特点？（18黄逸）答：1）氮气孔。特点是氮气孔多出现在引弧端和弧坑处，且在焊缝表面，多数情况下成堆出现，与蜂窝相似。2）氢气孔。特点是氢气孔多为表面气孔，呈喇叭口形，内壁光滑。3）CO气孔。5-19．按照产生裂纹的本质原因，焊接裂纹可以分为哪几类？各有怎么样的显著特征？（19黄峥）答：按照产生的裂纹的本质原因，焊接裂纹可以分为：热裂纹、冷裂纹、再热裂纹、层状撕裂、应力腐蚀等五大类。一、热裂纹特征热裂纹的分布：热裂纹发生的补位最常见于焊缝，有时也出现在热影响区。热裂纹的出现的部位和形态有（1）焊缝裂纹，一般发生在焊缝中心。（2）弧坑裂纹，一般在发生在弧坑中心的等轴晶区。（3）根部裂纹，发生在焊缝根部。（4）热影响区裂纹热裂纹的微观特征：热裂纹的微观特征均为沿晶开裂，这是因为热裂纹的产生温度高于等强温度。所谓等强温度就是晶粒与晶界强度相等的温度，在等强温度一下，晶界的强度高于晶粒的强度，而在等强温度以上，晶界的强度较低。在力学因素作用下，热裂纹均为沿晶开裂。二、冷裂纹特征（1）由于是低温裂纹，裂纹断口仍有金属光泽。（2）冷裂纹可以在焊后立即出现，也可以推迟几小时，甚至几天才发生。（3）冷裂纹在焊接低合金高强钢、中碳钢、合金钢等淬火钢容易发生。冷裂纹大多发生在HAZ（书本176页图5.4-7）。在HAZ，经常在焊道下，焊趾以及焊根出现冷裂缝。（4）冷裂缝的形成温度低于等强温度，微观特征通常为穿晶型。三、再热裂纹特征（1）再热裂纹只发生在焊接接头HAZ粗晶区，断口一般被氧化。（2）再热裂纹的产生温度高于等强温度，因此与热裂纹相同，再热裂纹的微观特征均为沿晶开裂。（3）再热裂纹只发生与含沉淀强化元素的金属材料，普通碳钢一般不发生。四、层状撕裂特征（1）层状撕裂属于低温裂纹，产生温度不超过400℃。（2）层状撕裂的发生于层片状夹杂在均在有关，由于焊缝夹杂控制严格，所以他发生部位在接头HAZ或靠近HAZ的母材中，焊缝金属中则不会出现层状撕裂。（3）层状撕裂外观具有阶梯状开裂特征。（4）层状撕裂在微观上是穿晶或者沿晶发展。5-20.结晶裂纹的产生机理和防治措施。（20霍嘉俊） 1.1结晶裂纹的形成机理焊缝金属在凝固过程中，最后凝固的存在于固相晶体间的低熔点液态金属已成薄膜，碳钢和低合金高强钢中的硫、磷、硅、镍都能形成低熔点共晶，在结晶过程中形成液态薄膜。由于液态薄膜强度低而使应变集中，但同时其变形能力很差，塑性很低，在拉应力作用下而开裂。1.2影响结晶裂纹生成的因素影响结晶裂纹的因素可归纳为冶金和工艺因素两方面。在冶金方面，一般情况下，各种合金元素及杂质增大了脆性温度区，而尤其是形成低熔点薄膜的杂质是影响裂纹产生的最重要的因素。工艺因素主要是影响有害杂质偏析的情况及应变增长率的大小，因此对结晶裂纹的产生也有很大的影响。2结晶裂纹的控制由结晶裂纹的成因及影响因素可以知道，要控制结晶裂纹，仍然只能从焊缝金属成分和调整焊接工艺两方面着手。2.1控制焊缝金属成分焊缝金属的成分主要由焊接材料决定，同时受钢材化学成分的影响。在64.7M风塔施工中，焊接工艺完全照搬低温塔的要求，焊接材料是通过系列试验而选用的，就国内市场情况来说，选配已属最优化，所以更改焊材是不切实际的，至于钢材冶金方面，不是我们用户可以左右的，因为钢材理化指标均远远超过GB标准。因此，控制结晶裂纹，只能靠焊接工艺调整。2.2调整焊接工艺2.2.1改变焊接方法改为采用CO2气保护焊打底，由于CO2焊电流较小，所以减小了熔合比亦即降低了焊缝基材的稀释率，减少杂质元素S、P及碳元素对焊缝金属的影响，这是解决根部焊道结晶裂纹最重要方法，不足之处是打底焊效率有所降低。2.2.2控制焊接线能量由于实际生产中，焊接电流总是偏上限，造成线能量过大，但大线能量对结晶组织的形态有害，因此无论是打底CO2焊，还是其它焊道的埋弧焊，都必须采用较小的焊接电流。这样可以通过减小晶粒度和降低应变量，减小结晶裂纹倾向。4.2.3控制成形系数成形系数φ是指焊缝熔宽B与熔深H之比，通常认为φ之倒数即H/W≥1时，最易产生结晶裂纹。打底焊道改用CO2焊后，由于电流较小，可以使H/W明显下降；另一途径是适当增加坡口角度，以提高φ值。实际产品施工时，要求防止碳刨清根后出现上小下大的U形坡口。2.2.4做好预热工作预热主要是为了防止冷裂纹，但预热降低了冷却速度，也即减小了热应变的速率，对防止结晶裂纹有利，因此在施工时进一步严格预热工艺。综上所述，实际上，所有的工艺因素均对熔池冶金产生了影响，目的都是改善熔池冶金条件（化学和物理方面）来降低裂纹倾向。通过采取这些措施，在随后的风塔施工中，不再有结晶裂纹的出现，保证了工程的质量和进度。5-21．试分析结晶裂纹延迟的产生机理和防止措施？（21孔剑翔） (1)溶解在熔池中的原子氢在冷却凝固过程中，由于溶解度下降，原子氢复合成分子氢，以气体形式逸出，但是由于焊缝冷却速度快，部分原子氢来不及逸出，这是产生裂纹的根源。在氢聚集的位置，温度不断降低，部分氢原子结合成氢分子，在氢聚集的晶格缺陷或应力集中出产生很大的局部应力，促使马氏体进一步脆化，脆化的马氏体在焊接应力我相变应力的共同作用下就产生了裂纹。(2)冶金措施①严格控制焊材中的氢，如严格烘干焊条、焊剂、控制保护气体中的水分，严格清理铁锈油污。②焊接低合金高强钢时，在使用条件允许的情况下，应采用低强匹配，这是因为强度低塑韧性好。在成分一定的情况下，尽量选择低氢或超低氢焊条。③采用二氧化碳气体保护焊。二氧化碳具有氧化性，可以减少电弧焊气氛中的含量。④适当向焊条加入某些合金元素，如稀土等，可以显著提高焊缝金属的韧性，避免出现脆硬组织，防止冷裂纹的产生。⑤改进母材的化学成分，通过降碳、加微量合金等方法提高钢的抗裂性能。工艺措施①合理分布焊缝位置，采取正确的施焊顺序。②提前预热配合小的线能量。③焊后热处理。④采用多层焊5-22．试分析预热对预防焊接裂纹的作用。（22赖炜）(1)预热既能降低冷速，防止产生马氏体，有利于氢的析出，又不会使相变温度停留时间延长(2)预热可以显著降低冷却速度并改善结晶条件(3)预热能显著降低600℃以下的冷却温度，并使HAZ宽度加大(4)降低冷却速度，便于造渣5-23.为什么打底焊道对裂纹更为敏感？(23黎洋洋)1、冷却速度快2、应力集中3、过热第六章6-1、在焊接结构制造中常用的碳钢有哪些？为什么在研究其焊接性时采用按含碳量分类的方法？（24李陈宇）答：常用焊接的有低碳钢（含C≤0.25%）和中碳钢（含C=0.25%--0.60%）；优质碳素结构钢（08、10、15、20、25、30、35、40、45）。钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。钢中的其他合金元素大部分也不利于焊接，但其影响程度一般比碳小。钢中含碳量增加，淬硬倾向就增大，塑性则下降，容易产生焊接裂纹。通常，把金属材料在焊接时产生裂纹的敏感性及焊接接头区力学性能的变化作为评价材料可焊性的主要指标。所以含碳量越高，可焊性越差。所以，常把钢中含碳量的多少作为判别钢材焊接性的主要标志。含碳量小于0.25%的低碳钢和低合金钢，塑性和冲击韧性优良，焊后的焊接接头塑性和冲击韧性也很好。焊接时不需要预热和焊后热处理，焊接过程普通简便，因此具有良好的焊接性。随着含碳量增加，大大增加焊接的裂纹倾向，所以，含碳量大于0.25%的钢材不应用于制造锅炉、压力容器的承压元件。6-2一材质为20g，板厚20mm，施工环境为-20℃的两块钢板对接，采用埋弧焊进行焊接，试制定其焊接工艺.（25李均才） 答一般开v型坡口，顿边为6mm,对接间隙为0mm；预热温度150℃，层间温度＜150℃；正面焊2道反面焊1道。正面打底那道电压为35~37V电流为550~575A；其它两道电压为37~39V电流为580~600A（互联网）书本（焊接材料：H08Mn2A(Φ4mm,HJ431)焊接电流450~550A电弧电压34~36V焊接速度/(m•h¯1)6-3:热轧及正刚火的焊接性比较好，表现在哪些方面？原因是什么？（26李亮）答：表现在对焊接方法的适应性强，工艺措施简单，焊接缺陷敏感性低且容易防止，产品质量稳定。原因是热轧钢冷裂纹倾向不大，由于其合金元素含量低，含碳量低；正火钢由于其合金元素含量有所增加，淬硬倾向有所增加。强度级别及碳当量低的正火钢，冷裂纹倾向不大，但随其碳当量和板厚的增加，冷裂纹倾向随之增大。6-4．高强度钢焊接时，选择焊接的材料的原则是什么？焊后热处理制度对选择焊接材料有何影响？（27李文杰）答：对热轧钢、正火钢、低碳低合金调质钢来说，焊接成型后的力学性能与母材想匹配原则。而中炭调质钢，需要焊后进行热处理，要求焊材主要化学元素与母材相匹配原则但对裂纹、脆化敏感元素要严加控制。焊后热处理制度对选材的影响。1.焊后如果有热处理工艺安排，选材料的化学成分及热处理工艺应与母材相匹配2.如果没有热处理工艺安排，焊材力学性能与母材相匹配原则，或者强度略低原则。6-5．用埋弧焊焊接Q345（16Mn）钢时，可用H08A焊丝或H08MnA焊丝配合HJ431焊剂。不同焊丝焊接的结果有什么不同？两者的应用场合是否一样？（28练冬）答：H08A焊丝焊接是不开坡口对接，焊后焊接痕迹不大，而H08MnA焊丝焊接是中板开坡口对接，焊后有个坡口焊接痕迹。两者应用场合不一样。6-6低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢。他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳调质钢焊后一般不希望后热处理？为什么中炭调质钢焊后需要进行后处理？（42许世立）答：1.不同；2.因为低碳调质钢属于热处理钢，强度高，具有优良的塑性和韧性，可直接在调质状态下焊接；3.因为中炭调质钢也是热处理强化钢，但其塑性、韧性相应下降，焊接性能变差，故需要焊后进行后处理。6-7中碳调质钢分别在调质状态和退火状态进行焊接时，焊接工艺应有什么差别？为什么低碳调质钢不在退火状态下进行焊接？（30廖挺）答：1.在调质状态下焊接，若未消除热影响区的淬硬区的淬硬组织和防止延迟裂纹产生，必须适当采预热，层间温度控制，中间热处理，并焊接后及时进行回火处理，若为减少热影响废软化，应采用热量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接热输入越小越好。在退火状态下焊接：常用焊接方法均可，选择材料时，焊缝金属的调制处理规范应与母材的一致，主要合金也要与母材一致，在焊后调制的情况下，可采用很高的预热温度和层间温度以保证调质前不出现裂纹。2.因为一般低碳调质钢的含碳量w（C）≤ 0.22%，添加一些提高钢的淬透性和马氏体回火稳定性的元素，可推迟珠光体和贝氏的转变，使产生马氏体转变的临界冷却速率降低，从而提高淬透性和抗回火性。淬火后得到的低碳马氏体会发生自回火现象，脆性倾向小。6-8.Q345(16Mn)钢分别在-40℃和常温下使用时，在焊接工艺上和焊接材料选择上是否应有所差别？为什么？﹙31林康强﹚-40℃：焊前预热100-150C除了要防止出现裂纹外,关键是要保证焊缝和热影响区的低温韧性这是制定低温钢焊接工艺的一个根本出发点。根据低温焊接结构的工作条件，所选焊条应使焊缝达到不低于木材经过焊接后的最低韧性水平。低温钢焊接要求采用较小的焊接输入，选用的焊条直径一般不大于4mm。对于开坡口的对接焊缝、丁字焊缝和角接焊缝，焊条直径不超过3.2mm。尽量选用较小的焊接电流，以减小焊接输入，保证接头有较小的低温韧性。常温：从焊接接头力学性能“等强匹配”的角度选择焊接材料，一般要求焊缝的强度性能与木材等强或稍低于木材。焊接热输入取决于接头区是否出现冷裂纹和热影响区脆化。在保证焊接质量的前提下，应尽可能采用大直径焊条和适当稍大的焊接电流，以提高生产率。6-9：影响低温钢焊接接头韧性的因素有哪些？（32农远销）答：⒈低温用钢对焊接材料的选择必须保证焊缝含有害杂质硫、磷、氧、氮最少，尤其喊镍钢更应严格控制杂质含量，以保证焊缝金属良好的韧性。⒉焊后消除应力处理。镍钢及其他铁素体型低温用钢，当板厚或其他因素造成残余应力较大时，需进行消除应力热处理，有利于改善焊接接头的低温韧性。6-10试述低、中合金耐热钢的焊接性。（33彭一鹏）答：1．热影响区淬硬性及冷裂纹低合金耐热钢的主要合金元素是Cr和Mo，能显著提高钢的淬硬性。如果在焊接时冷却速度过快，则在焊缝及热影响区形成对冷裂纹敏感的马氏体和上贝氏体等组织。2．消除应力裂纹倾向低合金耐热钢中的Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素属于强碳化物元素，若结构拘束度较大，那么在消除应力处理或高温下长期使用时，在热影响区的粗晶区容易出现消除应力裂纹。消除应力裂纹一般在500～700℃敏感温度范围内形成，并且出现在残余应力较高的部位，如接头咬边、未焊透等应力集中处，这些部位在加热过程中，残余应力释放，蠕变变形较大，更容易出现裂纹。3．热影响区的软化低合金耐热钢焊接接头热影响区存在软化问题，其软化区的金相组织特征是铁素体加上少量碳化物，在粗视磨片上观察到一条明显的“白带”，其硬度明显下降。软化区的存在对室温性能没有什么不利的影响，但在高温长期静载拉伸条件下，接头往往在软化区发生破坏。4．回火脆性Cr-Mo耐热钢及焊接接头在350～500℃温度区间长期运行过程中发生脆变的现象称为回火脆性。焊缝金属回火脆化的敏感性比母材大，这是因为焊接材料中的杂质难以控制。6-11试述焊接奥氏体不锈钢产生热裂纹的原因级防止措施（34田洪涛）影响奥氏体不锈钢焊接热裂纹的因素主要包括二个方面：冶金因素和力学因素。分析后认为其防止措施是：1、冶金方面1）焊缝有害杂质的控制 严格控制硼、硫、磷等有害元素含量。对于不允许存在铁素体的纯奥氏体焊缝，可以加入适当的锰，少许的碳、氮，同时减少硅的含量。2）改善焊缝结晶形态焊缝金属或母材中增添一定数量的铁素体组织，形成两相组织，有效防止热裂纹产生。3）焊条和焊剂参照母材材质，采用低碳或超低碳以及含钛、铌等稳定化元素的焊材。对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢，一般采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条，以焊缝金属含2-5%铁素体为宜；对Cr/Ni＜1的奥氏体耐热钢，应保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时，增加焊缝金属中的Mo、W、Mn元素含量。对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质，应采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条；对于含有稀硫酸或盐酸的介质，常选用含Mo或含Mo和Cu的不锈钢焊条；对工作介质腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的不锈钢设备，可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。对于低温条件下工作的奥氏体不锈钢，应采用纯奥氏体焊条，也可选用镍基合金焊条。2、工艺方面1）选择正确的焊接工艺参数奥氏体不锈钢焊接应选用小电流、快速焊方式；多层焊时，为防晶粒长大，要等前一层焊缝冷却后再焊接次一层焊缝；厚板焊接时，为加快冷却，可从焊缝背面喷水或用压缩空气吹焊缝表面。2)降低接头刚度和拘束度设计上减小结构的板厚，合理布置焊缝；在施工上合理安排焊件的装配顺序和每道焊缝的先后顺序，避免每条焊缝处在刚性拘束状态焊接，设法让每条焊缝有较大的收缩自由。3）预热当奥氏体钢的刚性极大时，有时候也要进行预热，以防裂纹产生，而且裂纹的倾向会随着预热温度的升高而降低。6-12.试分析奥氏体不锈钢的焊接性。（35王菲平）答：奥氏体不锈钢的塑性和和韧性和好，具有良好的焊接性，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施。当焊接材料选用不当或焊接工艺不合理时，会使焊接接头产生如下问题：1、晶间腐蚀；2、应力腐蚀；3、热裂纹4、焊接对头的脆化。对奥氏体不锈钢结构，多数情况下都有耐蚀性的要求。此外，奥氏体钢具有导电，导热性差，线膨胀系数大等特殊物理功能，在编制工艺规程时，要考虑多方面影响。奥氏体钢一般不需要焊前预热。6-13试述奥氏体不锈钢的焊接工艺要点和焊接材料选用原则（36王嘉成）答：2.2.4等离子弧焊等离子弧焊属于惰性气体保护的熔化焊方法，由于等离子弧能量集中、焊件加热范围小、焊接速度快、热能利用率高及热影响区窄等特点，对提高接头的耐蚀性，改善接头组织非常有利。2.3焊接材料选择奥氏体不锈钢焊接材料的选用原则，应使焊缝金属的合金成分与母材成分基本相同，并尽量降低焊缝金属中碳含量和S、P等杂质的含量。 对于工作在高温条件下的奥氏体不锈钢，填充材料选择的原则是无裂纹的前提下保证焊缝金属的热强性与母材基本相同，这就要求其选材料成分大致与母材成分相匹配，同时应当考虑焊缝金属中铁素体含量的控制。对于长期在高温条件下运行的奥氏体不锈钢焊接接头，铁素体含量不应超过5%，以免出现脆化。在铬镍的质量分数均大于20%的奥氏体不锈钢中，为获得抗裂性高的纯奥氏体组织，选用WMn=6%~8%的焊接材料是一种行之有效且经济的解决方法。对在腐蚀介质中工作的奥氏体不锈钢，主要按腐蚀介质和腐蚀性要求来选择焊接材料，一般选用与母材成分相近或相同的焊接材料。由于含碳量对抗腐蚀性有很大影响，因此熔敷金属中碳的质量分数不能高于母材。腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备，可选用含Ti或Nb等稳定化元素或超低碳焊接材料；对于要求耐酸腐蚀性能较高的工件，常选用含Mo的焊接材料。2.4焊接工艺要点根据奥氏体不锈钢对抗裂性和耐蚀性的要求，焊接时要注意以下几点:2.4.1焊前不预热由于奥氏体不锈钢具有较好的塑性，冷裂纹倾向较小，因此焊前不必预热。多层焊时要避免道间温度过高，一般应冷却到100℃以下再焊下一层；否则接头冷却速度慢，将促使产生碳化铬而造成耐晶间腐蚀性下降。在工件钢性极大的情况下，有时为了避免裂纹的产生，不得已进行焊前预热。2.4.2防止接头过热具体措施有：焊接电流比焊低碳钢时小10%~20%，短弧快速焊，直线运条，减少起弧、收弧次数，尽量避免重复加热，强制冷却焊缝（加铜垫板，喷水冷却等）。2.4.3要保证焊件表面完好无损焊件表面损伤是产生腐蚀的根源，避免碰撞损伤，尤其避免在焊件表面进行引弧造成局部烧伤等。2.4.4焊后热处理奥氏体不锈钢焊接后，原则上不进行热处理。只有焊接接头产生了脆化或要进一步提高其耐蚀能力时，才根据需要选择固溶处理、稳定化处理或消除应力处理。2.5焊后清理不锈钢焊后，焊缝必须进行酸洗、钝化处理。酸洗的目的是去除焊缝及热影响区表面的氧化皮；钝化的目的是使酸洗的表面重新形成一层无色的致密氧化膜，起到耐蚀作用。常用的酸洗方法有两种：酸液酸洗。分为浸洗法和刷洗法。浸洗法是将焊件在酸洗槽中浸泡25~45min，取出后用清水冲净，适用于较小焊件。刷洗法是用刷子或抹布反复刷洗，直到呈白亮色后用清水冲净，适用于大型焊件。酸膏酸洗。适用于大型结构，是将配制好的酸膏敷于结构表面，停留几分钟后，再用清水冲净。酸洗前必须进行表面清理及修补，包括修补表面损伤、彻底清除焊缝表面残渣及焊缝附近表面的飞溅物。钝化在酸洗后进行，用钝化液在部件表面揩一遍，然后用冷水冲洗，再用抹布仔细擦洗，最后用温水冲洗干净并干燥，经钝化处理后的不锈钢制品表面呈白色，具有较好的耐蚀性。3奥氏体不锈钢焊接常见问题3.1焊接热裂纹单相奥氏体不锈钢焊接时，具有较高的热裂纹敏感性，在焊缝及近缝区都有可能出现热裂纹，最常见的是焊缝凝固裂纹，也可能在热影响区（HAZ）或多层焊道间金属出现液化裂纹。 3.1.1焊接接头产生热裂纹的原因奥氏体不锈钢具有较大的热裂纹敏感性，主要取决于其化学成分、组织与性能特点：（1）化学成分。奥氏体不锈钢中合金元素较多，尤其是含有一定数量的镍，它易与硫、磷等杂质形成低熔点共晶，如Ni-S共晶熔点为645℃，Ni-P共晶元素为880℃，比Fe-S、Fe-P共晶的熔点更低，危害性也更大。其他一些元素如硅、硼、铌等元素，也能形成有害的易熔晶间层，这些低熔点共晶会促使热裂纹的产生。（2）组织。奥氏体不锈钢焊缝易形成方向性强的粗大柱状晶组织，有利于有害杂质元素的偏析，从而促使形成连续的晶间液膜，增加了热裂纹的敏感性。（3）性能。从奥氏体不锈钢的物理性能看，它具有热导率小、线胀系数大的特点，因而在焊接局部加热和冷却条件下，易产生较大的焊接残余拉应力，进一步促进焊接热裂纹的产生。从上述三个方面看，热裂纹是奥氏体不锈钢焊接时比较容易产生的一种缺陷，特别是含铬较高的奥氏体不锈钢更容易产生。因此，奥氏体不锈钢产生热裂纹的倾向要比低碳钢大得多。6-14.试分析铁素体耐热钢的焊接特性及焊接工艺要点。（37王勇得）答：焊接特性：1.淬硬性。2.再热裂纹。3.回火脆性。焊接工艺要点：1.焊接方法；一般的焊接方法均可焊接铁素体耐热钢。2.焊接材料；选配低合金耐热钢焊接材料的原则是焊缝金属的合金成分与强度性能应基本上与母材相应指标一致，或应达到产品技术条件提出的最低性能指标。3.预热4.焊后缓冷5.焊后热处理6-15．试分析马氏体耐热钢的焊接特性及焊接工艺要点。（38魏文斌）答：1、马氏体不锈钢是热处理强化钢，其主要特点之一是高温加热空冷后即有淬硬倾向，所以焊接时出现的问题与调质的低中合金钢相似。2、马氏体不锈钢中匹配有碳、镍等元素，以提高其淬硬性和淬透性。3、该钢焊缝级HAZ焊态组织多为硬而脆的马氏体。马氏体不锈钢的导热性较碳钢差，焊接时残余应力较大，如果焊接接头的拘束度较大或还有氢的作用，当从高温直接冷却至100℃~120℃以下时，很容易产生冷裂纹。4、马氏体不锈钢的焊接接头的脆化，与其钢材的化学成分有关。5、马氏体不锈钢是调制钢，接头HAZ也存在明显的软化问题。焊接的工艺要点：马氏体受冷裂纹（主要|）、焊接接头过热脆化及软化等问题影响，设计工艺要注意：1、焊接方法（必须严格保证低氢甚至超低氢条件）；2、焊接材料（一类采用与母材成分基本相同的焊接材料，另一类采用奥氏体焊接材料）；3、预热；4、焊后热处理。6-16.1Cr18Ni9钢和Q235钢焊接时存在哪些问题?如何解决?（39吴杰铭）答：气孔、夹渣、裂纹是比较常见的缺陷。采取的防止措施：气孔，正确选用焊材，一般情况若是手工电弧焊，选用A302焊条即可，若是氩弧焊，选用308焊丝（焊条使用前按说明书进行烘干，氩弧焊氩气流量8-12/min，做好防风措施，有条件焊道背部冲氩）； 夹渣，手工电弧焊容易夹渣，选择正确焊接工艺参数，一般不锈钢焊条使用时，要控制较小焊接线能量，也就是小电流，小电压，适当的焊接速度；裂纹，焊后自然冷却，不宜快速冷却，焊后适当敲击焊缝，必要时做焊接热处理（具体参考热处理技术规程）6-17焊接不锈钢复合钢板应注意哪些问题？（3麻秀芬）答：焊接时应注意：（1）下料最好用等离子弧切割，切割质量比氧乙炔火焰切割高，切口光滑，热影响区小。（2）装配应以覆层为基准，防止错边过大而影响覆层质量，点焊尽可能放在基层面。（3）焊前对坡口两侧20~40mm范围内进行清理。（4）严格防止碳钢焊条用于覆层焊接，碳钢焊条的飞溅落到覆层的坡口面上时要仔细清除干净。（5）焊接过渡层时应选用最小的焊接电流，直流反接，多道焊。第七章7-1什么叫焊接缺欠？焊接缺欠分为哪几类？（41谢思通）答：（1）与理想完整的金属点阵相比，实际金属的晶体结构中出现差异的区域称为缺欠。焊接接头中的不连续性，不均匀性，以及其他不健全等的缺欠称为焊接缺欠。（2）按性质：裂纹;孔穴；固体夹杂；未熔合及未焊透：形状和尺寸不良；其他。按表现：成形缺欠：接合缺欠；性能缺欠。按形态：平面型缺欠；体积型缺欠。按分布：表面缺欠；内部缺欠。按可见度：宏观缺欠；微观缺欠7-2．产生焊接缺失的主要原因是什么?(42许世立)答：焊接缺失有气泡、夹渣、未熔合、未焊透、裂纹、形状缺陷，造成其主要原因如下：①气孔：气孔的生成有工艺因素，也有冶金因素。工艺因素主要是焊接规范、电流种类、电弧长短和操作技巧。冶金因素，是由于在凝固界面上排出的氮、氢、氧、一氧化碳和水蒸汽等所造成的。②夹渣：产生原因是熔池中熔化金属的凝固速度大于熔渣的流动速度，当熔化金属凝固时，熔渣未能及时浮出熔池而形成。它主要存于焊道之间和焊道与母材之间。③未熔合：产生机理：a.电流太小或焊速过快（线能量不够）；b.电流太大，使焊条大半根发红而熔化太快，母材还未到熔化温度便覆盖上去。C.坡口有油污、锈蚀；d.焊件散热速度太快，或起焊处温度低；e.操作不当或磁偏吹，焊条偏弧等。④未焊透：产生原因：焊接电流太小，速度过快。坡口角度太小，根部钝边尺寸太大，间隙太小。焊接时焊条摆动角度不当，电弧太长或偏吹（偏弧）⑤ 裂纹（焊接裂纹）：产生机理：一是冶金因素，另一是力学因素。冶金因素是由于焊缝产生不同程度的物理与化学状态的不均匀，如低熔共晶组成元素S、P、Si等发生偏析、富集导致的热裂纹。此外，在热影响区金属中，快速加热和冷却使金属中的空位浓度增加，同时由于材料的淬硬倾向，降低材料的抗裂性能，在一定的力学因素下，这些都是生成裂纹的冶金因素。力学因素是由于快热快冷产生了不均匀的组织区域，由于热应变不均匀而导至不同区域产生不同的应力联系，造成焊接接头金属处于复杂的应力——应变状态。内在的热应力、组织应力和外加的拘束应力，以及应力集中相叠加构成了导致接头金属开裂的力学条件。⑥形状缺陷：产生原因：主要是焊接参数选择不当，操作工艺不正确，焊接技能差造成。7-3焊接缺欠对产品质量有何影响？（43羊贵）答：焊接缺欠对质量的影响，主要是对结构负载强度和耐腐蚀性能的影响。由于缺欠的存在减小了结构承载的有效面积，更主要的是在缺欠周围产生了应力集中，因此焊接缺欠对结构的静载强度、疲劳强度、脆性断裂以及抗应力腐蚀开裂都有重大影响。7-4.焊接检验的主要作用是什么？（44余可爱）答：课本P239（1）确保焊接结构的制造质量，保证其安全运行；（2）改进焊接技术，提高产品质量；（3）降低产品成本；（4）促进焊接技术的更广泛应用。7-5.焊接检验主要有哪几类？（45张国桃）答：焊接检验主要有破坏性检验、非破坏性检验和声发射检验三类。7-6.什么叫破坏性检验？它包括哪些检验方法？（46张昊）答：破坏性检验是指只有将受检验样品破坏后才能进行检验，或者在检验过程中受检验样品被破坏或消耗的检验。进行破坏性检验后被检验样品完全丧失了原有的使用价值。如金属材料的拉伸试验，电子设备的加速恶化试验均属破坏性试验。破坏性检验只能采用抽检形式，其主要矛盾是如何实现可靠性和经济性的统一，也就是要寻求既保证一定的可靠性又使检验数量最少的抽检方案1机械性能试验：拉伸（室温、高温）试验，弯曲试验；硬度试验，冲击试验，断裂韧性试验，疲劳试验；其它试验。2化学分析试验：化学成分分析试验；腐蚀试验；含氢量测定。3金相检验：宏观组织检验；微观组织检验，断口分析（成分和形貌）检验。4其它：如焊接性试验、事故分析等。破坏性检验是从焊件或试件上切取试样或以产品的整体破坏做试验，以检查其力学性能等的检验方法。它包括力学性能试验，化学分析，腐蚀试验，金相试验，焊接性试验等。7-7.什么叫非破坏性检验？它包括哪些检验方法？（47张昊）非破坏性检验室不破坏被检对象的结构和材料的试验方法，它包括外观检验，强度试验，致密性试验和无损检测等。非破坏性检验包括：外观检查（直接检测，间接检测）强度检验（水压试验，气压试验）致密性实验（气密性试验，吹气试验，氨渗漏试验，煤油试验，载水试验，沉水试验，水冲试验，氨气检漏试验）无损检验（射线探伤，超声波探伤，磁力探伤，渗透探伤，涡流探伤）常用的非破坏性检验方法：1.外观检验用肉眼或借助样板、低倍放大镜（5～20倍）检查焊缝成形、焊缝外形尺寸是否符合要求，焊缝表面是否存在缺陷，所有焊缝在焊后都要经过外观检验。 2．致密性检验对于贮存气体、液体、液化气体的各种容器、反应器和管路系统，都需要对焊缝和密封面进行致密性试验，常用方法如下：（1）水压试验检查承受较高压力的容器和管道。这种试验不仅用于检查有无穿透性缺陷，同时也检验焊缝强度。试验时，先将容器中灌满水，然后将水压提高至工作压力的1.2～1.5倍,并保持5min以上,再降压至工作压力,并用圆头小锤沿焊缝轻轻敲击,检查焊缝的渗漏情况。（2）气压试验检查低压容器、管道和船舶舱室等的密封性。试验时将压缩空气注入容器或管道，在焊缝表面涂抹肥皂水，以检查渗漏位置。也可将容器或管道放入水槽，然后向焊件中通入压缩空气，观察是否有气泡冒出。（3）煤油试验用于不受压的焊缝及容器的检漏。方法是在焊缝一侧涂上白垩粉水溶液，待干燥后，在另一侧涂刷煤油。若焊缝有穿透性缺陷，则会在涂有白垩粉的一侧出现明显的油斑，由此可确定缺陷的位置。如在15～30min内未出现油斑，即可认为合格。3.磁粉检验用于检验铁磁性材料的焊件表面或近表面处缺陷（裂纹、气孔、夹渣等）。7-8．致密检验的依据是什么？（48张志坚）（1）气密性试验（2）吹气试验（3）载水试验（4）水冲试验（5）沉水试验（6）煤油渗漏试验（7）氨渗漏试验（8）氦气检漏试验（9）真空试漏法7-9什么叫声发射检测？（49杨志坚）答：是一种评价材料或构件损伤的动态无损的检测技术，它通过对声发射信号的处理和分析评价缺欠的发生及发展规律，并确定缺欠的位置。7-10．非破坏性检验和破坏性检验的优缺点有哪些？（42许世立）答：1.破坏性检验优点：1.能直接可靠地得出测量结果2.测定结果是定量的，这对设计与标准化工作通常很有价值；3.通常不必凭借熟练的技术即可对实验结果做出说明；4.观测人员之间对实验结果的争论小。缺点：1.只能用于某一抽样，而且需要证明该抽样代表整批产品的情况；2.试验过的零件不能再交付使用；3.不同形式的试验也许要用不同的试样；4.由于存在报废损失，故不宜广泛进行这种试验；5.材料成本或生产成本很高或对利用率有限的零件，不宜进行这种试验；6.不能直接测量运转使用期内的累计效应；7.在役零件往往要中断使用；8.耗资高。1.非破坏性检验优点：1.可直接对所生产的产品进行检验；2.即能对产品进行普检，也能对典型的抽样进行试验；3.同一产品既可同时又可依次采用不同的试验方法；4.同一产品可重复进行同一试验； 5.可对在役零件进行试验；6.可直接测量运转使用期内的累积影响；7.试样很少或无需制备，优势是只需简单表面处理；8.为了应用于现场，设备可以是携带式的；9.检验成本低，尤其是对同类零件进行重复性试验时更是如此。缺点：1.通常需要借助熟练的试验技术才能对结果做出说明；2.不同的检测人员可能对试验结果有不同的看法；有些非破坏性试验所需的原始投资很大。7-11.焊接检验的依据是什么？（42许世立）答：焊接检验的依据主要包括以下几个方面：1.施工图样图样是生产中使用的最基本的资料，加工制作应按图样的规定进行。图样规定了原材料、焊缝位置、坡口形式和尺寸及焊缝的检验要求等。2.技术标准包括有关的技术条件，它规定焊接产品的质量要求和质量评定方法，是从事检验工作的指导性文件。3.检验文件包括工艺规程、检验规程、检验工艺等，它们具体规定了检验方法和检验程序，指导现场检验人员进行工作。此外，还包括检查过程中收集的检验单据。4.订货合同用户对产品焊接质量的要求在合同中明确标定的，也可以将其作为图样和技术文件的补充规定。7-12．焊接检验的一般过程是什么？（05杨玉洁）答：焊接检验一般过程包括焊前检验、焊接过程检验、焊后检验、安装调试质量检验和产品服役质量检验五个基本环节。7-13、焊前检验的内容有哪些方面？（24李陈宇）答：p257页1、基本金属的质量检查2、焊接材料质量检验3、焊接结构设计鉴定4、焊件备料的检查5、焊件装配质量的检查6、焊接试板的检查7、能源的检查；8、辅助机具的检查9、工具的检查10、焊接环境的检查11、焊接预热的检查12、焊工资格的检查。7-14．焊接过程检验的主要内容有哪些方面？（28练冬）答：1、焊接规范的检验；2、复核焊接材料；3、焊接顺序的检查；4、检查焊道表面质量；5、检查后热；6、检查焊后热处理7-15.焊后检验的主要内容有哪些方面？（08陈建武）在课本260页答：1、外观检查2、无损检测3、力学性能检验4、金相检验5、化学实验分析6、致密性检验7、焊缝强度检验7-16.常用的无损检测方法有哪几种？（23黎洋洋）（P262-273）1、射线检测2.超声波检测3.磁力检测4.涡流探伤5.渗透探伤7-17射线探伤的基本原理是什么？（49杨志坚）答：利用X射线、γ射线及其他高能射线不同程度地透过不透明物体和照片底片感光的性能来进行焊接检验的。7-18．X射线和γ射线有哪些主要性质？（38魏文斌）答：1、在真空中以光速直线传播，且是不可见的；2、本身不带电，不受电场和磁场的影响。3、能够穿透可见光不能穿透的物质。4、有光的部分特性。5具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，破坏生物组织。6、有电离作用、荧光作用、热作用以及光化学作用。 7-19.简述超声波探伤的基本原理。（39吴杰铭）答：超声波探伤是利用焊缝中的缺欠与正常组织具有不同的声阻抗和超声波在不同声阻抗的异质界面上通过时会产生反射现象来发现缺欠的。探伤时由探头中压电换能器发射脉冲超声波，通过声耦合介质传播到焊件中，遇到缺欠和工作底面时会分别产生反射波，然后再用一个探头接收反射的声波，经换能器转换成电信号，放大后显示在荧光屏上或者打印在纸带上。7-20.超声波探伤有什么特点？（31林康强）超声波探伤具有适应范围广、灵敏度高、探测速度快、费用低廉、对人体无害等特点，但对工件表面要求平滑光洁、辨别欠缺的能力较差。7-21.磁粉探伤的特点是什么？其试用于什么范围？答：特点：具有设备简单、成本低廉、检测速度快、操作方便等优点，但对表面加工要求高，只能探测表面及近表面缺欠，并只能检验铁磁材料。试用范围：成品检验、半成品检验、工序间检验、焊接体检验、近修检验。7-22.简述涡流探伤的基本原理。（23黎洋洋）（P272）涡流探伤以电磁感应原理为基础。当给线圈通以变化的交变电流时，根据电磁感应原理，穿过金属块中央若干个同心圆截面的磁通量将会发生变化，因而会在金属块内感应出涡流。其中如有缺欠，就会引起涡流的变化，涡流所产生的感应磁场和激励磁场所组成的合成磁场也要变化，从而可将缺欠检测出来。由于涡流是根据电磁感应原理产生的，所以涡流是交变的。因交变电流在导体表层有“集肤效应”，故涡流探伤的有效范围也仅限于导体的表面和表层。集肤效应是指当直流电流通过一圆柱导体时，导体截面上的电流密度均相同，而交流电流通过圆柱导体时，横截面上的电流密度不一样，表面的电流密度最大，越到圆柱体中心电流密度就越小。7-23渗透探伤的基本原理是什么？（03麻秀芬）答：渗透探伤是利用带有荧光染料（荧光法）或红色颜料（着色法）渗透剂的渗透作用，显示缺欠痕迹的无损检验方法。它主要用于探测某些非铁磁性材料，如不锈钢、铜、铝、及镁合金等材料的表面开口缺欠。在被检工件表面涂覆某些渗透力较强的渗透液，在毛细作用下，渗透液被渗入到工件表面开口的缺欠中，然后取出工件表面上多余的渗透液（保留渗透到表面缺欠中的渗透液），再在工件表面上涂上一层显像剂，缺欠中的渗透液在毛细作用下重新被吸收到工件的表面，从而形成缺欠的痕迹。根据在黑光（荧光渗透液）或白光（着色渗透液）下观察到的缺欠显示痕迹，对缺欠进行评定。'