本单元练习题(焊接)参考答案(董)

本单元练习题（焊接）

（一）名词解释

焊接、金属焊接性、碳当量、熔化焊、气焊、压焊、钎焊

答：1.焊接：通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件达到结合的一种方法。

2.金属焊接性：是材料在限定的施工条件下焊接成规定设计要求的构件，并满足预定工作要求的能力。

3.碳当量：把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成碳的相当含量。

4.熔化焊：是将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。

5.气焊：是利用气体火焰作热源的焊接法，常用的是氧乙炔焊.

6.压焊：是指在焊接过程中必须对工件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法。

7.钎焊：钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接工件的方法。

（二）填空题

1．焊接方法按焊接过程的特点分熔焊、压焊、钎焊三大类。

2．焊接电弧由阴极区、阳极区、弧柱区三个区域组成。

3．电焊机分为直流弧焊机和交流弧焊接两大类。

4．焊缝的空间位置有平焊、横焊、立焊、仰焊。

焊接接头的基本形有对接、角接、T型接头、搭接。

6．气体保护焊根据保护气体的不同，分为氩弧焊焊和CO2气体保护焊焊等。

7．

（三）选择题

1．下列焊接方法中属于压焊的有 B 。

A．埋弧焊 B．闪光对焊 C．激光焊

2．焊条电弧焊焊接电弧阳极区的温度大约是 B K左右。

A．2400 B．2 600 C．6 000-8 000

3．焊接一般结构件时用 A ，焊接重要结构件时用 B 。

A．酸性焊条 B．碱性焊条

4．下列金属中焊接性最好的是 A ，焊接性最差的是 B 。

A．20 B．HT200 C．40Cr

（四）判断题

1．用交流弧焊机焊接时，焊件接正极焊条接负极的正接法常用于焊厚件。（×）

2．焊接后的焊件常采用正火来消除焊接内应力。（×）

3．焊条的直径是指焊芯的直径。（√）

4．在焊接的四种空间位置中，立焊是最容易操作的。（×）

5．缝焊时会出现电流分流现象。（√）

6．钎焊时的温度都在450℃以下。（×）

（五）简答题

1．试比较非合金钢、低合金钢、铸铁、铝合金、铜合金的焊接性。

答：低碳钢的碳当量小，塑性好，一般没有淬硬与冷裂倾向，焊接性优良。中

w>0.4％时，焊接接头易产生淬硬组织和冷裂纹倾向，焊碳钢的含碳量较高，当

CE

缝金属热裂倾向较大。高碳钢焊接性更差。一般不作为焊接结构用材料，高碳钢的焊接只限于修补工作。

w<0.4％时，低合金高强度结构钢由于化学成分不同，焊接性也不同。当

CE

w >0.4％时，焊接性较差。

焊接性良好，当

CE

铸铁焊接性差，容易出现白口组织、裂纹、气孔等焊接缺陷。焊接只用来

修补铸铁件缺陷和修理局部损坏的零件。

铝及铝合金的焊接较为困难，铝极易生成熔点很高的氧化铝薄膜，阻碍金

属融合；液态铝可吸收大量氢，而固态则几乎不溶解氢，因此熔池凝固时易形成

气孔；铝的导热系数大，要求使用大功率热源；铝的线膨胀系数大，易变形；铝

及铝合金熔化时无明显颜色变化而不易被操作者觉察，焊接时容易烧穿。为保证

焊接透并不致烧穿与塌陷，焊前可在焊口下放置垫板。对于厚度超过5~8mm的焊

件焊前应预热。焊接铝及铝合金，目前以氩弧焊较为理想。

铜及铜合金焊接性能较差，铜的导热系数很高，焊接要采用大功率热源，

且焊前和焊接过程中要预热，否则易焊不透；铜的线膨胀系数和收缩率大，焊接

变形严重，采用适当的焊接顺序及焊后锤击等工艺措施，以减小应力，防止变形；

铜在高温易氧化、产生热裂纹；铜在液态容易吸收氢，凝固时来不及逸出，形成气孔，焊前应仔细清除工件、焊丝表面的油、锈和水分。目前，采用氩弧焊是焊接铜及铜合金最为理想的方法，也可采用气焊和焊条电弧焊等。

2．什么是焊接电弧？焊接电弧的构造及温度分布如何？

答：焊接电弧是由焊接电源供给的，具有一定电压的两电极间或电极与母材间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。

焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成:

阴极区指电弧紧靠负电极的区域，是发射电子的地方，阴极区产生的热量占电弧总热量的36％左右，温度大约在2 400K左右。阳极区指电弧紧靠正电极的区域，是接收电子的地方，产生的能量占到电弧总热量的43％左右，温度大约在2 600K左右。弧柱区是阴极区和阳极区之间的区域。弧柱区产生的热量占电弧总热量的21％左右，但弧柱区中心温度最高，大约在6000-8000K的范围内。

3．焊条由什么组成？各部分起什么作用？

答：焊条由焊芯和药皮两部分组成。焊芯的作用是与焊件之间产生电弧并熔化作为焊缝的填充金属。焊芯的化学成分将直接影响焊缝质量，因此它是经过特殊冶炼拉拔制成的，且对其各合金元素含量有一定的限制，保证焊缝的性能不低于母材。药皮是压涂在焊芯表面上的涂料层，它由多种矿石粉、铁合金粉和粘结剂等原料按一定比例配制而成。药皮对保证焊缝金属的质量和力学性能极为重要，在焊接过程中有如下作用：

①改善焊接工艺性易于引弧，稳定电弧燃烧，减少飞溅，并使焊缝成形美观。

②机械保护作用空气中的氮、氧等气体对焊接熔池的冶金反应有不良影响。药皮熔化后产生的气体和熔渣可隔绝空气，保护熔滴和熔池金属。

③冶金处理作用药皮中添入Mn、Si等合金化元素，能脱氧、脱硫、脱磷、去氢、渗合金，从而改善焊缝质量。

4．焊接变形产生的原因是什么？如何防止和减少焊接变形？

答：由于工件是不均匀的局部加热和冷却，造成焊件的热胀冷缩速度和组织变化先后不一

致从而导致焊接应力和变形的产生。

焊接变形不但影响结构尺寸的准确性和外形美观，严重时还可能降低承载能力，甚至造成事故。所以在焊接过程中要加以控制。为了防止和减少焊接变形，设计时应尽可能采用合理结构形式和焊接时采用必要的工艺措施。

①采用合理的结构设计焊接结构时，在保证结构有足够承载能力情况下，采用尽量小的焊缝尺寸、数量；焊缝尽量对称布置；焊缝分散，避免集中。

②反变形法用经验和计算方法，估计焊后可能发生的变形大小和方向，焊前将工件安放在与焊接变形方向相反的位置上，如图11-8b所示。

③刚性固定法焊前将工件各部分用夹具、刚性支撑、专用夹具或定位点焊强制固定。

④焊接顺序变换法安排焊接顺序时应尽可能考虑焊缝自由伸缩，对称截面梁焊接次序要交替进行

⑤焊前预热，焊后处理焊前对工件预热可以减少焊件各部位温差，降低焊后冷却速度，减小残余应力。在允许的条件下，焊后进行去应力退火或用锤子对红热状态下的焊缝进行均匀迅速的敲击，使之得到延伸，均可有效地减小焊接变形。

5．熔焊、压焊、钎焊有什么区别？

答：熔焊（熔化焊）是将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。熔焊在多数情况下同时还要向焊接部位加入熔化状态的填充金属，待冷却凝固后，两部分被焊金属即结合成不可分离的整体。

压焊是指在焊接过程中必须对工件施加压力(加热或不加热)，以完成焊接的方法。加压可使两个焊件之间接触紧密，并在焊接部位产生一定的塑性变形，促使原子扩散而使二者焊接在一起。加热则进一步提高原子扩散能力，也使连接处晶粒细化.

钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接工件的方法。

与熔焊相比钎焊焊接变形小，焊件尺寸精确，可以连接异种材料。生产率

高，易于实现自动化。。

6．设计焊接件时，焊缝布置应遵循哪些原则？

答：焊缝布置时应考虑以下原则：

１．焊缝布置应尽量采用平焊缝。

因为平焊容易操作，劳动条件好，生产率高，焊缝质量容易得到保证。

２．焊缝布置要便于施焊。

焊接时焊缝布置要留有足够的操作空间，使焊接工具能自如地进行操作。

３．尽量减小焊缝长度和数量

减少焊缝长度和数量，能有效地减少焊接应力和变形，同时减少焊接材料消耗，降低成本提高生产率。

４．焊缝应尽量避开最大应力和应力集中部位。

焊缝处存在残余应力和焊接缺陷，往往是力学性能较为薄弱的部位，因此，要求焊缝避开应力较大部位。

５．焊缝应尽量远离机械加工面。

当焊件上有要求较高的加工表面时，且必须加工后焊接时，为了防止焊接时已加工面受热而

影响其形状和尺寸精度，焊缝应尽量远离机械加工面，

６．焊缝布置应避免密集交叉，尽量对称布置

焊缝密集及交叉会使接头处严重过热，组织恶化，承载能力降低，严重时会引起裂纹。

（六）分析设计题

1．题图为采暖锅炉前脸的两种结构方案，其两块平行钢板之间有十几个拉杆支撑，内部承受压力，试分析哪种结构方案合理？

题（六）图

答：（b）图的结构比较合理，更便于施工操作，

2．为美化家居空间，请你为家庭阳台设计一个放置花盆的艺术花架，要求选择焊接材料和焊接方法；画出焊接结构图。

答：例如上图所示，原材料可选用Q195方管、圆钢。主体部分取料后采用手弧焊，背景取料后先弯曲，采作手弧焊。

3．观察分析厂房屋架、自行车钢圈、天然气输送管等所用材料及焊接方法。

答：厂房屋架采用碳素结构钢现场施焊用手弧焊；自行车钢圈采用低合金高强度钢电阻对焊；天然气输送管可采用钢管埋弧焊。

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