焊接冶金學(xué)材料焊接性-課后答案李亞江版

1、焊接冶金學(xué)材料焊接性課后習(xí)題答案第一章：概述第二章：焊接性及其實(shí)驗(yàn)評(píng)定1. 了解焊接性的基本概念。什么是工藝焊接性？影響工藝焊接性的主要因素有哪些？答：焊接性是指同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工藝條件下，能夠焊接形成完整接頭并滿(mǎn)足預(yù) 期使用要求的能力。影響因素：材料因素、設(shè)計(jì)因素、工藝因素、服役環(huán)境。第三章：合金結(jié)構(gòu)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(wèn)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)

2、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(zhǎng)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、 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。

3、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(lái)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(guò)熱區(qū)可能產(chǎn)生粗 晶脆化，韌性明顯降低， Q345鋼經(jīng)過(guò) 600×1h 退火處理，韌性大幅提高，熱應(yīng)變

4、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 H08MnMo。ACO2氣體保護(hù)焊： H08系列 和 YJ5系列。預(yù)熱溫度：100150。焊后熱處理： 電弧焊一般不進(jìn)行或 600650回火。 電渣焊 900930正火， 600650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，

5、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)?Q390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(guò)大會(huì)引起接頭區(qū)過(guò)熱的加劇或熱輸入過(guò)小使冷裂 紋傾向增大，過(guò)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

6、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(wèn)題？簡(jiǎn)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。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)：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)鋼的焊接熱輸入應(yīng)控制在 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/

7、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(guò)高時(shí)不僅對(duì)防止冷裂紋沒(méi)有必要， 反而會(huì)使 800500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，包括屋間溫度，因此有最低預(yù)熱溫度。通過(guò) 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(lái)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。M組織大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

8、：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(wú)自回火過(guò)程，因而在焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生大量 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

9、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(guò)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

10、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

11、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

12、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(zhǎng)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(lèi)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?體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

13、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(xiàn)能量焊接防止熱影響區(qū)過(guò) 熱，產(chǎn)生 WF 和粗大 M,采用快速多道焊減少焊道過(guò)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 ，

14、Zr，Nb，V 等強(qiáng)碳化物形成元 素來(lái)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(guò)什么途徑控制 焊縫中的鐵素體含量？答： 焊縫中的相可打亂單一相柱狀晶的方向性， 不致形成連續(xù)， 另外相富碳 Cr，又良好的供 Cr 條件，可減少晶粒形成貧 Cr 層，故常希望焊縫中有 4%12%的相。通過(guò)控制鐵素體化元素的含量，或控制 Creq/Nieq 的值，來(lái)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)

15、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 型鋼的溶合區(qū)， 其實(shí)質(zhì)也是與 M23C6沉淀而形成貧 Cr 有關(guān)，高溫過(guò)熱和中溫敏化相繼作用 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，降低含碳量，加入穩(wěn)定 化元素 Ti 、Nb；2 控制焊縫的組織

16、形態(tài)，形成雙向組織 +15% ； 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(jiǎn)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(xiàn)膨脹系數(shù)大，在焊 接時(shí)局部加熱和冷卻條件下， 接頭在冷卻過(guò)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，有利于有雜質(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(lèi) 雜質(zhì)可形成易溶液膜， 一些合金元素因溶解度有限 如

17、 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(wú)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 %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)化焊縫組織、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、M

18、o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(wèn)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(wèn)題： 1 焊接接頭的晶間腐蝕； 2 焊接接頭 的脆化高溫脆性相脆化 475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(zhuān)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(zhǎng)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

19、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)象與避免措施： 1高溫脆性：在 9001000急冷至室溫，焊接接頭 HAZ 的塑性和韌性下降。可重新加熱到 750850，便可恢復(fù)其塑性。 2 相脆化：在 570820之間加熱，可析出相。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、 Nb使相所需 Cr的含量降低，Ni 能使形成相所需溫度提高。 3475 脆化

20、：在 400500 長(zhǎng)期加熱后可出現(xiàn) 475脆化。適當(dāng)降低含 Cr 量，有利于減輕脆化，若出現(xiàn) 475脆化通 過(guò)焊后熱處理來(lái)消除。8. 馬氏體不銹鋼焊接中容易出現(xiàn)什么問(wèn)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(jiǎn) 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)小馬 氏體組織。 3 對(duì)于超低碳復(fù)相馬氏體鋼，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。

21、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)粗大和析出； 3 選用低氫焊條：焊縫成分與母材同質(zhì)， 高碳馬氏體可選用奧氏體焊條焊接 .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鐵素體和奧氏體相各占一半，一般 較少相的含量至少也要達(dá)到 30%的不銹鋼。這類(lèi)鋼綜合了奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的 優(yōu)點(diǎn)，具有良好的韌性、強(qiáng)度及優(yōu)良的耐氧化應(yīng)力腐蝕性能。與一般奧氏體不銹鋼相比： 1 其凝固模式以鐵素體模式進(jìn)行； 2 焊接接頭具有優(yōu)良的耐蝕性，耐氯化物 SCC

22、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)1 焊接致； 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)： 材料應(yīng)根據(jù)“適用性原則”，不同類(lèi)型的雙向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(guò)熱現(xiàn)象，可適當(dāng)緩冷，以獲得理想 的 / 相比例； 3 奧氏體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 組織，

23、隨著溫度的下降，開(kāi)始發(fā)生轉(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 / 的比例適當(dāng)，從而保證良好的焊接性。 在焊接 加熱過(guò)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(xiàn)，但只有在加熱溫度 超過(guò)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(wú)顯著組織變化， / 值變化不大，超過(guò)固溶處理溫度的高溫區(qū)，會(huì)發(fā)生晶粒長(zhǎng) 大和相數(shù)量明顯減少，緊鄰溶合線(xiàn)的加熱區(qū)，相全部溶于相中，成為粗大的等軸 組織，冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體相，無(wú)扎制方向而呈羽毛狀，有時(shí)

24、具有魏氏組織特征。第五章：有色金屬2. 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(lái)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(lái)源。 3）氫在鋁及合金中的溶解度在凝點(diǎn)時(shí)可從 0.69ml/100g 突降至0.036ml/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

25、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(lái)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）改變弧柱氣氛中的氫含量。 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，吸水性強(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 水性強(qiáng)的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上萌出氣泡

26、，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(zhǎng)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。4. 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(xiàn)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%>X，m 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(wèn)題，具有很好的

27、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(wèn)題。5. 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？2）非時(shí)效強(qiáng)化鋁合金 haz答：原因： 1）晶粒粗化，降低塑性，晶界液化產(chǎn)生顯微裂紋軟化，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(guò)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(zhǎng)大發(fā)生過(guò)時(shí)效軟化。防止措施： 1）采用小的焊接熱輸入。 2）對(duì) al-zn-