第十二章焊接與材料切割習(xí)題解答

第十二章焊接與材料切割習(xí)題解答12-1何謂焊接電弧?試述焊接電弧基本構(gòu)造及溫度、熱量分布。答：焊接電弧是指由焊接電源供給的、具有一定電壓的兩極間或電極與焊件間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。焊接電弧構(gòu)造包括：陰極區(qū)，熱量占38％，溫度2400K；陽極，熱量占42％，溫度2600K；弧柱區(qū)，熱量占20％，溫度6000-8000K。12-2什么是直流弧焊機(jī)的正接法、反接法?應(yīng)如何選用?答：直流正接：工件接電源正極，焊條接電源負(fù)極。適用于工件受熱較大，焊接厚大工件。直流反接：焊條接電源正極，工件接電源負(fù)極。適用于工件受熱較小，焊接薄小工件。12-3為什么堿性焊條用于重要結(jié)構(gòu)?生產(chǎn)上如何選用電焊條?答：堿性焊條脫硫、脫磷能力強(qiáng)，藥皮有去氫作用，焊縫具有良好的抗裂性和力學(xué)性能，所以常用于重要結(jié)構(gòu)。生產(chǎn)上選用焊條要考慮：①母材的化學(xué)成分與力學(xué)性能。一般要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度；焊接特種鋼時(shí)，應(yīng)選用專業(yè)焊條；焊接異種鋼時(shí)，采用低匹配原則。②考慮結(jié)構(gòu)的使用條件。對(duì)承受動(dòng)載荷或沖擊載荷的焊縫，或結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大厚度的焊件，為保證焊縫具有較高的塑性、沖擊韌性、抗裂強(qiáng)度或低溫性能要求較高，應(yīng)選用堿性焊條，否則，選用酸性焊條。③考慮焊條的工藝性。對(duì)焊前清理困難，且容易產(chǎn)生氣孔的焊接件選用酸性焊條，若母材中碳、硫、磷等含量較高選用堿性焊條。④考慮焊接設(shè)備條件。沒有直流電焊機(jī)，選擇交直流焊條；在確定了焊條牌號(hào)后，還應(yīng)根據(jù)焊接件的厚度、焊接位置等條件選擇焊條直徑，板件越厚，焊條直徑越大。12-4下列電焊條的型號(hào)或牌號(hào)的含義是什么?并說明其用途。E4303E5015J423J506答：國(guó)標(biāo)中碳鋼焊條型號(hào)用大寫字母“E”和四位數(shù)字表示?！癊”表示焊條，前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值；第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置，“0”及“1”表示焊條適用于全位置焊接（平、立、仰、橫），“2”表示焊條適用于平焊及平角焊，“4”表示焊條適用于向下立焊；第三位和第四位數(shù)字組合時(shí)表示焊接電流種類及藥皮類型。E4303：熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥43MPa，平、立、仰、橫全位置焊接，交流或直流正、反接，氧化鈦鈣型藥皮。E5015：熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥50MPa，平、立、仰、橫全位置焊接，直流反接，低氫鈉型藥皮。焊條牌號(hào)首字母“J”（或漢字“結(jié)”）表示結(jié)構(gòu)鋼焊條。牌號(hào)前兩位數(shù)字表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最低值（MPa），牌號(hào)第三位數(shù)字表示藥皮類型和焊接電源種類。J423：熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥42kgf/mm2，直流或交流，鈦鐵礦型藥皮。J506：熔敷金屬抗拉強(qiáng)度≥50kgf/mm2，直流或交流，低氫鉀型藥皮。12-5熔焊接頭由哪幾部分組成?并以低碳鋼為例，說明熱影響區(qū)中各區(qū)段的組織和力學(xué)性能的變化情況。答：1、焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成。2、低碳鋼的焊接接頭熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。過熱區(qū)金屬處于嚴(yán)重過熱狀態(tài)，晶粒粗大，其塑性、韌度很低，容易產(chǎn)生焊接裂紋；正火區(qū)，金屬發(fā)生重結(jié)晶，晶粒細(xì)化，力學(xué)性能好；部分相變區(qū)部分金屬組織發(fā)生相變，此區(qū)晶粒大小不均勻，力學(xué)性能稍差。12-6焊接變形的基本形式有哪些?如何預(yù)防和矯正焊接變形?答：焊接變形的基本形式有收縮、角變形、彎曲、扭曲、波浪。預(yù)防焊接變形的方法有：①合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：盡量減少焊縫的數(shù)量、長(zhǎng)度及截面積；焊縫盡量對(duì)稱布置，避免密集與交叉；盡量選用型材、沖壓件代替板材拼接，減少焊縫數(shù)量和變形。②采用必要的工藝措施：反變形法、剛性固定法、選擇合理的焊接順序焊接變形的矯正措施有：機(jī)械矯正法、火焰矯正法。12-7從減少焊接應(yīng)力考慮，拼焊如圖12-42所示的鋼板時(shí)應(yīng)怎樣確定焊接順序?答：上圖構(gòu)件的拼焊順序應(yīng)考慮先焊短焊縫，再焊直通長(zhǎng)焊縫，使短焊縫有較大的橫向收縮余地，從而減小殘余應(yīng)力。據(jù)此該構(gòu)件的焊接順序設(shè)計(jì)如下：說明：薄板件焊接，且焊縫不長(zhǎng)時(shí)，可以用手工電弧焊接；當(dāng)構(gòu)件為厚板，且焊縫較長(zhǎng)時(shí)用埋弧自動(dòng)焊。12-8預(yù)防產(chǎn)生焊接應(yīng)力的措施有哪些?答：預(yù)防措施有：整體或局部預(yù)熱；選擇合理的焊接順序；錘擊焊縫；焊后退火。12-9埋弧焊與焊條電弧焊相比具有哪些特點(diǎn)?埋弧焊為什么不能代替焊條電弧焊?答：埋弧焊有以下特點(diǎn)：生產(chǎn)率高、焊接質(zhì)量好、節(jié)省材料、電能、改善工人勞動(dòng)條件。但是，埋弧焊對(duì)短焊縫、曲折焊縫、薄板焊接困難，設(shè)備較貴，焊接時(shí)看不到電弧，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。12-10電渣焊、等離子弧焊、電阻焊各有何特點(diǎn)?各適用于什么場(chǎng)合?答：焊接方法特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合電渣焊生產(chǎn)率高，焊接質(zhì)量好，接頭組織粗大。用于水輪機(jī)、水壓機(jī)、軋鋼重型機(jī)械等大型設(shè)備的制造等離子弧焊熱量集中，弧柱溫度高，弧流流速大，能力強(qiáng)，焊接速度快，應(yīng)力變形小。用于不銹鋼、耐熱鋼、銅、鈦及鈦合金、鎢、鉬、鈷等難熔金屬電阻焊電流大，生產(chǎn)率高，焊縫表面平整光潔，質(zhì)量好，過程簡(jiǎn)單，易機(jī)械化，自動(dòng)化，變形小，不需填充金屬，勞動(dòng)條件好，設(shè)備復(fù)雜，耗電量大，對(duì)工件厚度和接頭形式有一定限制。點(diǎn)焊用于<4mm薄板搭接，廣泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)、儀表、電子等部門中；縫焊適用于焊接<3mm的，有密封要求的薄板搭接結(jié)構(gòu)，如油箱、管道；對(duì)焊適用于焊接受力大的重要工件，如切削刀具、建筑用鋼筋等，也用于異種金屬焊接。12-11氧乙炔火焰按混合比不同可分為幾種火焰?它們的性能和應(yīng)用范圍如何?答：氧乙炔火焰按混合比不同可分中性焰、碳化焰和氧化焰?；鹧嫘阅軕?yīng)用范圍中性焰溫度可達(dá)3000-3150℃。應(yīng)用廣泛，適用于低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、純銅、和鋁及鋁合金等材料的焊接碳化焰溫度可達(dá)2700-3000℃，火焰比中性焰長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔、裂紋，同時(shí)對(duì)焊縫有滲碳作用。適用于含碳量較高的高碳鋼、鑄鐵、硬質(zhì)合金及高速鋼的焊接氧化焰溫度可達(dá)3100-3300℃，易形成氣孔，部分合金元素在焊接時(shí)被燒損。焊接黃銅12-12何謂焊接性?影響焊接性的因素是什么?如何來衡量鋼材的焊接性?答：焊接性指被焊金屬在一定的焊接工藝條件下（焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)型式），獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即對(duì)焊接加工的適應(yīng)性。影響焊接性的因素主要是化學(xué)成分。一般常用碳當(dāng)量法估算可焊性，即把影響焊接性能的元素對(duì)可焊性的影響折算為碳的影響相當(dāng)?shù)牧俊?2-13銅及銅合金焊接有哪些特點(diǎn)?采用什么工藝措施來保證焊接質(zhì)量?答：銅及銅合金的焊接特點(diǎn)：①銅的導(dǎo)熱性高，焊接時(shí)熱量極易散失，易出現(xiàn)未焊透和未熔化等缺陷。②銅在液態(tài)時(shí)易氧化，生成的Cu2O與銅組成低熔點(diǎn)共晶，分布在晶界上形成薄弱環(huán)節(jié)；③銅的收縮系數(shù)大，易產(chǎn)生焊接應(yīng)力和裂縫。④銅在液態(tài)時(shí)吸氣性強(qiáng)，焊接時(shí)易產(chǎn)生氣孔和氫脆現(xiàn)象。⑤銅合金中的元素更易氧化，使可焊性更差。采用什么工藝措施來保證焊接質(zhì)量?12-14焊接鋁及鋁合金時(shí)，用何種焊接方法可獲得較好的焊接質(zhì)量?答：焊接鋁及鋁合金時(shí)，用以下工藝措施可獲得較好的焊接質(zhì)量：①焊前清理，去除焊件表面的氧化膜、油污、水分；②對(duì)厚度超過5—8mm焊件，焊前預(yù)熱至100--300℃；③焊后清理殘留在接頭處的焊劑和焊渣。12-15焊補(bǔ)鑄鐵件有哪些困難?通常采用哪些方法?答：焊補(bǔ)鑄鐵有以下特點(diǎn)，所以焊補(bǔ)困難：①熔合區(qū)易白口，硬度高，難加工②易產(chǎn)生裂縫；③易產(chǎn)生氣孔。常用焊接方法有：熱焊法和冷焊法。12-16焊條電弧焊焊接接頭的基本形式有哪幾種?各適用什么場(chǎng)合?答：焊條電弧焊采用的接頭型式：對(duì)接、搭接、T形接頭和角接。對(duì)接應(yīng)用最多，用于重要受力焊縫的焊接，如鍋爐、壓力容器的焊接；搭接用于某些受力不大的平面連接，如廠房屋架、橋梁的焊接；T形接頭和角接在接頭要求呈直角時(shí)采用。12-17焊縫布置的原則是什么?如圖12-43所示，兩焊件的焊縫布置是否合理?若不合理，請(qǐng)加以改正。答：焊縫布置的原則是：(1)焊縫的布置應(yīng)盡量分散，避免密集、交叉，以防止金屬嚴(yán)重過熱，力學(xué)性能下降；(2)焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力和應(yīng)力集中的部位；（3）焊縫位置應(yīng)盡量均勻、對(duì)稱、以減少焊接應(yīng)力與變形；(4)焊縫位置應(yīng)便于操作，焊條電弧焊時(shí)，應(yīng)考慮焊接操作的空間；(5)焊縫應(yīng)盡量避開機(jī)械加工表面，以免破壞加工表面的精度和表面質(zhì)量。a）圖所示容器的焊縫布置違反了上述第3條，因此作如下改進(jìn)：b）圖的焊縫布置違反了上述第3條，焊縫密集交叉，各焊縫之間焊接時(shí)的相互熱影響會(huì)大大降低接頭機(jī)械性能。據(jù)此改正如下：12-18氣割的原理是什么?下列材料可以