材料連接原理

試簡述焊條的工藝性能？焊接電弧的穩(wěn)定性；焊縫成型；各種位置焊接的適應性；飛濺；脫渣性；焊條熔化速度；焊條藥皮發(fā)紅；焊接煙塵。試簡述藥芯焊絲的特性？（1）熔敷速度快，因而生產(chǎn)效率高；⑵飛濺?。唬?）調(diào)整熔敷金屬成分方面；⑷綜合成本低。試簡述低氫焊條熔敷金屬含氫量低的原因？（1）藥皮中不含有機物，清除了一個主要氫源；⑵藥皮中加入了大量的造氣劑CaCO3、降低了PH2；（3）CaF2的去氫作用；⑷焊條的烘干溫度高。試簡述不銹鋼焊條藥皮發(fā)紅的原因？有什么解決措施？藥皮發(fā)紅的原因：不銹鋼寒心電阻大，焊條融化系數(shù)小造成焊條融化時間長，且產(chǎn)生的電阻熱量大，使焊條溫度升高而導致藥皮發(fā)紅。解決措施:調(diào)整焊條藥皮配方，使焊條金屬由短路過渡轉(zhuǎn)化為細顆粒過渡，提高焊條的融化系數(shù)，減少電阻熱以降低焊條的表面升溫。CO2焊接低合金鋼一般選用何種焊絲？試分析其原因？答：應選用Si、Mn等脫氧元素含量較高的焊絲，常用的如：H08Mn2SiA。（1） CO2具有較強的氧化性，一方面使焊絲中有益的合金元素燒損，另一方面使熔池中【FeO】含量升高。（2） 如焊絲中不含脫氧元素或含量較低，導致脫氧不足，熔池結晶后極易產(chǎn)生CO氣孔。（3） 按一定比例同時加入Mn、Si聯(lián)合脫氧，效果較好。試分析說明鈦鈣型（J422）焊條與堿性低氫型（J507）焊條，在使用工藝性和焊縫力學性能方面有哪些差別？工藝性對比鈦鈣型（J422）堿性低氫型（J507）電弧穩(wěn)定性好差（含CaF2）飛濺少（細顆粒過渡）多（短路過渡）焊縫成型好差脫渣性好差（渣不松脆，膨脹系數(shù)差小）氣孔敏感性小大焊接煙塵少多其他工藝性能如全位置焊接性，融化系數(shù)等差別不大機械性能對比:鈦鈣型（J422）（1） S、P、N控制較差，冷脆性、熱裂紋傾向大（2） 【O】高，氧化夾雜多，韌性低（3） 【H】高，抗冷裂能力差堿性低氫型（J507）雜質(zhì)S、P、N低【0】低，氧化夾雜少【H】低故低氫型焊條的塑性，韌性及抗裂性較酸性的鈦鈣型大大提高，但其焊接工藝性能較差，對于鐵銹，油污，水份等很敏感。7熔合比的表達式和影響因素？多層焊時，如果各層間的熔合比是固定的，試推導第n層金屬的成分(考研試題)在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例稱為熔合比。。0=(Cw-Cd)/(Cb-Cd)Cw——焊縫金屬中合金元素的實際濃度Cb——該元素在母材中的質(zhì)量百分濃度Cd——熔敷金屬中該元素的質(zhì)量百分濃度。影響因素：焊接方法、焊接工藝參數(shù)、接頭尺寸形狀、坡口形狀、焊道數(shù)目及母材的熱物理性質(zhì)、焊接材料種類、焊條(焊絲)的傾角等。因為C1=0Cb+(1-0)CdTOC\o"1-5"\h\z2C2=0C1+(1-0)Cd亡Cb+(1-6)Cd3C3=0c2+(1-0)Cd^'Cb+(1-')CdCn=；Cb+(1-；)Cdn n即第n層金屬的成分為Cn=BCb+(1-B)Cd8、 直流正接為何比直流反接時焊縫金屬熔氫量高？直流正接：工件接正極。直流反接：工件接負極。帶電質(zhì)點H+在電場作用下只溶于陰極處于陰極的熔滴不僅溫度高而且比比表面積大，其溶氫量大于熔池處于陰極時的溶氫量。9、 簡述氮對低碳合金鋼焊縫金屬性能的影響？1、 N引起焊縫金屬時效脆化，使焊縫金屬強度提高，塑性、韌性降低，尤其是低溫韌性；2、 使焊縫金屬產(chǎn)生時效脆化。3、 促使焊縫產(chǎn)生氮氣孔；4、 N有時是有益的，但必須有彌散強化元素存在并在正火條件下使用。試簡述氫對結構鋼焊接質(zhì)量的影響？氫脆；白點；氣孔；冷裂紋；組織變化。試簡述氧對焊接質(zhì)量的影響？（1） 影響焊縫機械性能：塑性、韌性下降；引起熱能、冷脆，時效硬化；（2） 影響焊縫金屬的物理、化學性能。如降低導電性、導磁性、耐蝕性等；（3） 形成CO氣孔；（4） 造成飛濺，影響焊接過程的穩(wěn)定性；（5） 焊接過程中導致合金元素的氧化損失將惡化焊接性能；（6） 氧在特殊情況下是有益的，如為了改善電弧特性。降低焊縫金屬中的含氫量等。為什么堿性焊條對鐵銹和氧化皮的敏感性大？而堿性焊條焊縫含氫量比酸性焊條低？堿性焊條熔渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物較少，F(xiàn)eO的活度大，易向焊縫金屬擴散，是焊縫增氧。因此在堿性焊條藥皮中一般不加入含F(xiàn)eO的物質(zhì)，并要求清除焊件表面的鐵銹和氧化皮，否則不僅會增加焊縫中的氧，還可能產(chǎn)生氣孔等缺陷，所以堿性焊條對鐵銹和氧化皮的敏感性大。堿性焊條焊縫含氧量比酸性焊條低，是因為堿性焊條的藥皮氧化勢小的緣故。用某兩種焊條焊接，焊條中含硫量相同。為什么焊后渣為堿性的焊縫含硫量小于渣為酸性的焊縫含硫量？堿性渣中堿性氧化物的活度大，而堿性氧化物有利于脫硫：[FeS]+（CaO）=[CaS]+（FeO）[FeS]+（MnO）=[MnS]+（FeO）故渣為堿性的焊縫含硫量小于渣為酸性的焊縫含硫量。試以硅的沉淀脫氧為例，敘述提高脫氧效果的途徑？答：（1）硅的百分含量升高，氧化亞鐵的百分含量降低（2） B增加和減少渣中的二氧化硅，二氧化硅的百分含量降低，氧化亞鐵的百分含量降低（3） 溫度降低，反應向右進行，氧化亞鐵的百分含量降低為何酸性焊條宜用錳鐵脫氧？而堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧？為什么要控制W[Mn]/W[Si]的比值？增加錳在金屬中的含量，或減少MnO的活度，都可以提高脫氧效果。酸性焊條宜用錳鐵脫氧：[Mn]+[FeO]=[Fe]+（MnO），在酸性渣中含SiO2和TiO2較多，脫氧產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為MnO-SiO2和MnO?TiO2復合物，減少了MnO的活度系數(shù)，提高了脫氧效果。堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧：在堿性渣中MnO活度系數(shù)較大，不利于Mn的脫氧，而且堿度越大，脫氧效果越差。故堿性焊條不宜用錳鐵脫氧。[Si]+2[FeO]=2[Fe]+（SiO2）,SiO2與MnO生成復合物MnO-SiO2，使MnO活度系數(shù)降低。而MnO-SiO2密度小、熔點低，易易于上浮到渣中，故堿性焊條宜用硅錳聯(lián)合脫氧。W[Mn]/W[Si]過大，出現(xiàn)固態(tài)MnO；W[Mn]/W[Si]過小，出現(xiàn)固態(tài)SiO2；均會導致焊縫中夾雜物過多，只有W[Mn]/W[Si]合理時，才會生成低熔點的不飽和液態(tài)硅酸鹽，使焊縫中的含氧量降低。試簡述用冶金方法脫硫的措施答：（1）用合金元素錳脫硫（2） 用渣中堿性氧化物脫硫（3） 增加熔渣的堿度

（4）渣中氟化鈣也有利于脫硫酸型焊條熔敷金屬為何氧含量較高？答：（1）酸型焊條采用錳脫氧不如堿性焊條錳硅聯(lián)合脫氧效果好（2） 酸型焊條堿度B小，有利于滲硅反應的進行，使焊縫含氧較高（3） 酸型焊條為了控氫的目的，導致焊縫含氧18,手工電弧焊接厚12mm的MnMoNbB鋼，焊接線能量E=2kj/cm,預熱溫度為50度，求t8/5?附A=0.29J/(cms°C)CP=6.7J/(cms°C)5crJ1 1 _ _5cr^2cp(500-T0+800-T0)=.Cm5=1.2cm〉0.755cr-0.55cm,E（ 1 1a=nQQo2kX（5WT；800-T；）=爵88從傳熱學角度說明臨界板厚5cr的概念？某16Mn鋼焊件，采用手工電弧焊，能量E=15KJ/cm求5cr?由傳熱學理論知道：在線能量一定的情況下，板厚增加冷卻速度Wc增大，冷卻時間t8/5變短，當板厚增加到一定程度時，則Wc和t8/5不再變化，此時板厚即為臨界板厚5cr05cr1500-T5cr1500-T01800-T0)=1.95cm試簡述接頭偏析的種類和產(chǎn)生原因？答：顯微偏析：由于結晶有先后所產(chǎn)生的微觀區(qū)域化學成分的不均勻性。區(qū)域偏析：由于結晶有先后所產(chǎn)生的宏觀區(qū)域化學成分的不均勻性，一般在焊接熔池的最后凝固部位由于雜質(zhì)濃度升高產(chǎn)生區(qū)域偏析。層狀偏析：由于結晶過程周期性變化而引起的化學成分分布不均勻所造成。熔合線偏析:焊接過程中由于焊接熱作用使熔合線附近產(chǎn)生碳和合金元素濃度明顯變化的現(xiàn)象，形成熔合線偏析。簡述焊接熔池的凝固特點？答：1，熔池體積小，加熱溫度高，冷卻速度快；2,熱源移動結晶過程連續(xù)進行并隨熔池前進；,3,液態(tài)金屬中不同部位其溫度不均勻性巨大，中心過熱；,4，原始成分不均勻，因熔池存在時間短而來不及均勻化。22焊接熱循環(huán)與熱處理相比有何特點？試用這些特點分別比較45鋼和40Cr在熱處理條件下近縫區(qū)的淬透性大小？焊接熱循環(huán)特點:①加熱溫度高 ②加熱速度快③高溫停留時間短④自然冷卻⑤局部加熱淬透性比較：45鋼------焊接條件下近縫區(qū)的淬透性大于熱處理的淬透性，40總------相反45鋼由于不含碳化物形成元素，焊接條件下近縫區(qū)峰值溫度高，使奧氏體晶粒粗化，增大奧氏體穩(wěn)定性，故淬透性和熱處理相比反而大。40Cr在焊接快速加熱條件下，高溫停留時間短，碳化物形成元素不能充分溶解到奧氏體中，奧氏體的穩(wěn)定化程度不如熱處理條件，故淬透性小。23簡要說明不易淬火鋼和易淬火鋼粗晶區(qū)的組織特點和對性能的影響？答：不易淬火鋼：組織特點：晶粒粗大，易出現(xiàn)魏氏組織性能：塑性，韌性低，易產(chǎn)生脆化和裂紋易淬火鋼：組織特點：粗大的馬氏體性能：該區(qū)脆硬，易產(chǎn)生延遲裂紋24.試分析鋼種淬硬傾向的影響因素？用什么指標來衡量高強鋼的淬硬傾向比較合理？（1） 化學成分：碳當量升高，淬硬傾向升高（2） 冷卻條件：t8/5降低，淬硬傾向升高用HAZ的最高硬度Hmax來評定鋼的淬硬傾向比較合理，因為它綜合反映了化學成分和冷卻條件的影響。25試簡述焊接HAZ區(qū)韌化的途徑有哪些？（1） 控制組織：在組織上能獲得低碳馬氏體、下貝氏體和針狀鐵素體等韌性較好的組織。（2） 合理制定焊接工藝，正確地選擇焊接線能量和預熱，后熱溫度，既不致過熱脆化，又不致淬硬脆化。（3） 采用焊接后熱處理來接頭的韌性。（4） 研制發(fā)展新的鋼種，進一步細化品粒，降低鋼中的雜質(zhì)S、P、O、N等的含量，使鋼材的韌性大為提高，也提高了焊接HAZ的韌性。26、 試分析不易淬火鋼熱影響區(qū)中正火區(qū)的組織特點？該區(qū)的母材金屬被加熱到Tg—AC3溫度范圍，鐵素體和珠光體將發(fā)生重結晶，全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，形成的奧氏體晶粒尺寸小于原鐵素體和珠光體，然后在空氣中冷卻就會得到均勻而細小的珠光體和鐵素體，相當于熱處理時的正火組織，故亦稱正火區(qū)。27、 試分析不易淬火鋼熱影響區(qū)中不完全重結晶區(qū)的組織特點？焊接時處于AC1—AC3之間范圍內(nèi)的熱影響區(qū)屬于不完全重結晶區(qū)。因為處于AC1—AC3范圍內(nèi)只有一部分組織發(fā)生了相變重結晶過程，成為晶粒細小的鐵素體和珠光體，而另一部分是始終未能溶入奧氏體的剩余鐵素體，由于未經(jīng)重結晶仍保留粗大晶粒。所以，此區(qū)特點是晶粒大小不一，組織不均勻。試分析易淬火鋼熱影響區(qū)中完全淬火區(qū)的組織特點？焊接時熱影響區(qū)處于AC3以上的區(qū)域，與不易淬火鋼的過熱區(qū)和正火區(qū)相對應，鐵素體和珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，由于這類鋼的淬硬傾向較大，焊后冷卻時很易得到淬火組織（馬氏體），故稱淬火區(qū)。在緊靠焊縫相當于低碳鋼的過熱區(qū)的部位，由于晶粒嚴重粗化，故得到粗大的馬氏體，而相當于正火區(qū)的部位則得到細小的馬氏體。試分析易淬火鋼熱影響區(qū)中不完全淬火區(qū)的組織特點？母材被加熱到AC1-AC3溫度之間的熱影響區(qū)，在快速加熱條件下，奧氏體化不完全。鐵素體很少溶入奧氏體，而珠光體、貝氏體、索氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，在隨后快冷時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，原鐵素體保持不變，并有不同程度的長大，最后形成馬氏體+鐵素體的混合組織，故稱不完全淬火區(qū)。低合金高強鋼HAZ最常見缺陷之一為脆化，試問：脆化種類？M-A脆化特點？熱應變時效脆化一般易在焊接接頭的哪些部位產(chǎn)生？1.脆化種類：粗晶脆化，組織脆化（M-A脆化、析出脆化、遺傳脆化），熱應變時效脆化，石墨脆化等。M-A脆化特點：M-A脆化與鋼種合金化程度有關M-A脆化只有在中等冷速下產(chǎn)生。冷速越快，殘余A全部轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑺頜；冷卻過慢，殘余A分解為F+Fe3C.M-A組元中的攣晶M脆性大，顯微裂紋易在M-A組元邊界擴展。熱應變時效脆化產(chǎn)生的部位：單道焊時易在Ar1以下的亞熱影響區(qū)出現(xiàn)；多道焊時易在熔合區(qū)出現(xiàn)。試分析如何控制低合金高強度剛焊接HAZ的韌性？控制組織：在組織上能獲得低碳馬氏體、下貝氏體和針狀鐵素體等韌性較好的組織。合理制定焊接工藝，正確地選擇焊接線能量和預熱、后熱溫度，既不致過熱脆化，又不致淬硬脆化。采用焊后熱處理來改善接頭的韌性。研制反戰(zhàn)新的鋼種，進一步細化晶粒，降低鋼中的雜質(zhì)S、P、O、N等的含量，使鋼材的韌性大為提高，也提高了焊接HAZ的韌性。在低碳低合金鋼中的析出型氣孔有哪幾種？產(chǎn)生的原因是什么？低碳低合金鋼焊縫中存在的析出型氣孔主要有氧氣空和氮氣孔兩種。析出型氣孔的原因：主要是高溫時熔池金屬中溶解了較多的氣體，凝固時由于氣體的溶解度下降，氣體處于飽和來不及逸出，而引起的氣孔。簡述CO氣體的產(chǎn)生原因？鋼焊接時，鋼中的氧或氧化物與碳反應后能生成大量CO；[C]+[O]=CO (1) [FeO]+[C]=CO+[Fe] (2)如果這些反應發(fā)生在高溫液態(tài)金屬中,則由于CO完全不能溶于鋼液，將以氣泡的形式從熔池金屬中高速上浮逸出,不易形成氣孔，但當熔池冷卻凝固時,由于：由于鐵碳合金溶質(zhì)濃度在固液界面的偏析，造成在結晶前沿和枝晶間氧化鐵和碳濃度的局部增高，有利于反應(2)的進行。因為液體金屬正處于凝固結晶后期，熔池金屬的粘度迅速增大，導致V上浮I；反應(2)為吸熱反應,亦加快了凝固過程，使Rfo故生成的CO氣泡很難浮出，成為殘留在焊縫中的CO氣孔。有一種堿性焊條(J507)，在出廠檢驗時，焊縫中沒有氣孔，但在產(chǎn)品施工焊接時，發(fā)現(xiàn)焊縫中有大量氣孔，分析可能那些原因?qū)е職饪?？焊件清理不充分，存在鐵銹，氧化鐵皮，油污和水分等雜質(zhì)。焊條受潮或烘干不足，烘干后放置時間過長等。焊接規(guī)范不當，如電壓過高，焊速過快，電弧不穩(wěn)等。電流極性不合理，直流正接較反接是氣孔傾向大?？佳羞x做題某廠制造壓力容器，鋼材為14MnMoVN鋼，壁厚15mm采用手工焊焊接線能量E=10KJ/cm，根據(jù)理論公式計算t8/5o計算碳當量及HAZ的最大硬度Hmaxo如何把Hmax降至300HV以下？試簡述在什么條件下，氫致裂紋也會在焊縫中產(chǎn)生？焊縫合金成分復雜的超高強度鋼和異種鋼焊接時，熱影響區(qū)的轉(zhuǎn)變先于焊縫，因而氫就相反地從HAZ向焊縫擴散，如果焊縫出現(xiàn)淬硬組織，此時，氫致裂紋就會在焊縫中產(chǎn)生。36、 后熱的作用？后熱和焊后熱處理有何不同？后熱的作用：（1） 減少殘余應力；（2） 改善組織，降低淬透性；（3） 消除擴散氫，但對奧氏體焊縫效果不大；（4） 適當降低預熱溫度或代替某些結構所需的中間熱處理。后熱和焊后熱處理不同：延遲裂紋有延遲期（潛伏期），在