焊接冶金学材料焊接性复习资料

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概念题1、焊接:焊接焊接是被焊工件的材质(同种或异种),通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。

2、焊接热循环:在焊接过程中热源沿焊件移动,在焊接热源作用下,焊件上某点的温度随时间变化的过程。

3、联生结晶: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。

4、扩散氢:在钢焊缝中,氢大部分是以氢原子或离子的形式存在的,它们与焊缝金属形成间3隙固溶体。

由于氢原子和离子的半径很小,这一部分氢可以在焊缝金属的晶格中自由扩散,故称之为扩散氢。

5、焊接线能量:焊接时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量,又称为焊接线能量6、再热裂纹:焊后焊件在一定温度范围内再次加热(消除应力热处理或其它加热过程)而产生的裂纹称为再热裂纹。

7、应力腐蚀裂纹:焊接结构一般都存在不同程度的残余应力,在腐蚀介质条件下工作极易产生应力腐蚀裂纹。

8、熔合比:指熔焊时,被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比9、药皮重量系数:单位长度上药皮与焊芯的质量比10、焊条熔敷系数:真正反映焊接生产率的指标。

g/(A*H)在熔焊过程中,单位电流,单位时间内,焊芯熔敷在焊件上的金属量11、焊接拘束度:单位长度焊缝,在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需的力12、碱度:离子理论把液态熔渣中自由氧离子的浓度13、长渣:在高温时,熔渣的粘度都很小。

但有的渣随着温度的降低迅速凝固,即凝固的温度区间较窄,这种焊接熔渣称为短渣;而凝固缓慢、凝固温度区间较宽的熔渣称为长渣。

14、层状撕裂:大型厚壁结构,在焊接过程中会沿钢板的厚度方向出现较大的拉伸应力,如果钢中有较多的杂质,那么沿钢板轧制方向出现一种台阶状的裂纹,称为层状撕裂。

15、焊接热影响区:熔焊时在集中热源的作用下,焊缝两侧发生组织和性能变化的区域16、熔滴的比表面积:熔滴的表面积与其质量之比17、残余扩散氢:由于氢原子和离子半径很小,有一部分氢扩散聚集到陷阱中,结合为氢分子因其半径大,不能自由扩散,故称之为残余氢。

焊接冶金学复习要点

焊接冶金学复习要点

绪论1.试述焊接钎焊和粘结在本质上的区别被焊工件的材质(同种或异种)通过加热或加压或两者并用,并且用或不用填充材料使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程成为焊接。

焊接与其他连接方式不同不仅在宏观上形成了永久性的接头而且在微观上建立了组织的内在联系。

钎焊也能形成不可拆卸的接头但只是钎料融化而母材不熔化,故在连接处一般不易形成共同的晶粒只是钎料与母材之间形成有相互原子渗透的机械组合。

至于粘结是靠粘结剂与母材之间的粘合作用,没有原子的相互渗透或扩散。

2.怎样才能实现焊接,应有什么外界条件当两个被焊的固体金属表面接近到相距ra时就可以在接触表面上进行扩散再结晶等物理化学过程从而形成金属键达到焊接的目的。

外界条件:对被焊接的材质施加压力,对焊接材料加热(局部或整体)3.能实现焊接的能源大致有哪几种焊接的能源主要有热能和机械能热能包括电弧热化学热电阻热高频感应热摩擦热等离子焰电子束激光束4.焊接电弧加热区的特点及影响因素热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的,对于电弧焊这个作用面积称为加热区。

加热区分活性斑点区加热斑点区活性斑点区是带电质点(电子或离子)集中轰击的部位并把电能转化为热能;加热斑点区:在加热斑点区焊件受热时通过电弧的辐射和周围介质的对流进行的。

影响因素:焊接方法和焊接工艺参数5.焊接线能量速度对等温线的影响当q=常数时,随焊接速度v的增加等温线的范围变小,即温度场的宽度和长度都变小,但宽度的减小更大些所以温度场的形状变得细长。

当v=常数时,随着热源功率q的增加温度场的范围也随之增大。

如q/v保持定值,等比例改变q与v时,则此时会使等温线有所拉长因而温度场的范围也随之拉长第一章1.什么是焊接化学冶金,它的主要研究内容和学习目的是什么在焊接过程中焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程称为焊接化学冶金过程。

它主要研究在各种焊接工艺条件下冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。

焊接冶金与焊接性,考点总结

焊接冶金与焊接性,考点总结

1.自保护药芯焊丝是指不需要外加保护气体或焊剂,而是通过自身所含药粉形成的熔渣和气体实现保护的焊丝.优点:溶敷效率明显高于焊条,施焊的灵活性和抗风能力优于气保焊,适用于野外和高空作业,多用于安装现场和建筑工地.与气体保护药芯焊丝相比,自保护药芯焊丝的缺点在于焊缝金属的塑性和韧性一般较低,目前主要用于焊接低碳钢组成的普通结构,不宜用于焊接高强度钢组成的重要结构,此外,自保护药芯焊丝施焊的烟尘比较大,在狭小的空间作业应加强通风换气.2.药芯焊丝的工艺特性:1,焊接飞溅小,2焊缝成形美观3,溶敷效率高4,可进行全位置焊接.缺点,1,制造过程较复杂2,送丝问题3.焊剂的质量要求:1,冶金性能的要求,要求焊剂具有良好地冶金性能2,工艺性能的要求要求焊剂应具有良好地工艺性能3,颗粒尺寸和强度的要求要求焊剂应具有合适的颗粒尺寸,以利于它的保护作用和冶金处理作用4,水分和杂质含量的要求/4.从酸性焊条和碱性焊条的组成出发,对比分析它们的冶金性能和工艺性能.酸性焊条:氧化性墙,对水分,铁锈的敏感性小,产生的气孔倾向大,电流大,长弧,合金元素过渡效果较差,成型良好,药皮熔渣呈现玻璃状,流动性好,易脱渣.碱性焊条:还原性强,对水,铁锈,油等敏感性较大,含有较多的氟化钙,影响气体的电离,电源直流犯戒,电流小,短弧,成形不好,易堆高,药皮熔渣呈结晶态,不易脱渣,抗裂性好,冲击韧性强/5.合金化的目的和方式;目的:1,可以补偿焊接中的蒸发,氧化积极残留等原因造成的合金元素的损失,2,有利于消除焊接缺陷,改善焊缝的组织和性能3,可以获得特殊性能的堆焊层以及实现异种金属的焊接.方式:1,应用合金带极或焊丝/2.应用合金药皮和焊剂3/应用合金粉末和药芯6.过渡系数:某合金化元素在熔敷金属中的实际质量分数与其在焊接材料中的原始质量分数之比/影响因素:1,合金化元素的物化性质/2,合金化元素的含量和合金剂的粒度3,药皮和焊剂的物化性质4,药皮的重量系数和哈记得熔化率5,焊接方法及工艺参数7.熔合比:焊缝金属中的局部熔化的母材所占的比例。

《焊接冶金学》复习资料

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《焊接冶金学》复习资料1.什么是焊接,其物理本质是什么?答:①定义:焊接通过加热或加压;或两者并用,使焊件达到原子结合,从而形成永久性连接工艺。

②物理本质:焊接的物理本质是使两个独立的工件实现了原子间结合,对于金属而言,既实现了金属键结合。

2.怎样才能实现焊接,应有什么外界条件?答:①对被焊接的材质施加压力:目的是破坏接触表面的氧化膜,使结合处增加有效的接触面积,从而达到紧密接触。

②对被焊材料加热(局部或整体):对金属来讲,使结合处达到塑性或熔化状态,此时接触面的氧化膜迅速破坏,降低金属变形的阻力,加热也会增加原于的振动能,促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。

3.焊芯和药皮升温过高会引起哪些不良后果?答:(1)熔化激烈产生飞溅;(2)药皮开裂与过早脱落,导致电弧燃烧不稳;(3)焊缝成形变坏,甚至引起气孔等缺陷;(4)药皮过早进行冶金反应,丧失冶金反应和保护能力;(5)焊条发红变软,操作困难。

4.简述焊缝合金化的目的与方式。

答:合金化的目的:补充焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素损失;消除焊接缺陷,改善焊缝金属的组织和性能;获得特殊性能的堆焊层。

合金化的方式:应用合金焊丝或带极;应用药芯焊丝或药芯焊条;应用合金药皮;应用合金粉末。

5.简述焊缝中磷的危害。

答:磷在钢中主要以Fe2P、Fe3P的形式存在。

在液态铁中可溶解较多的磷,固态铁中磷的溶解度很低。

磷与铁、镍可以形成低熔点共晶。

焊缝凝固时,磷易造成偏析。

磷化铁常分布于晶界,减弱晶间结合力,增加焊缝金属冷脆性;磷还能促使形成结晶裂纹。

控制磷的措施:(1)限制原材料的含磷量;(2)用冶金方法脱磷。

6.简述熔池运动原因及对焊接质量的影响?原因:1)液态金属密度差引起自由对流运动使液相产生对流运动。

温度高的地方金属密度小,温度低的地方金属密度大。

由于这种密度差将使液相从低温区向高温区流动。

2)表面张力差强迫对流运动。

3)熔池中各种机械力搅拌电磁力、气体吹力、熔滴下落的冲击力、离于的冲击力等。

焊接冶金学复习

焊接冶金学复习

一、论述题1 按功能划分,举例说明焊条药皮有哪些组成?A稳弧剂:稳弧剂是能提高电弧燃烧稳定性并能改善引燃性能的物质,含电离点位低的元素的材料都有稳弧作用,如碳酸钾。

水玻璃等;B造气剂:造气剂是焊接时能燃烧或分解产生气体从而使焊接区得到保护的物质。

常用造气剂包括有机物和碳酸盐;C造渣剂:造渣剂是焊接是能融化形成一定物理化学性质的熔渣从而使焊接区得到保护的物质,如钛铁矿、大理石等;D脱氧剂:脱氧剂是能通过冶金反应降低药皮或熔渣氧化性以及焊缝含氧量的物质,对氧亲和力比铁大的金属及其合金都可用作脱氧剂,如锰铁、硅铁等;E合金剂:合金剂适用于补偿合金元素烧损并向焊缝添加必要合金成分的物质,如锰铁、硅铁等;F粘结剂:粘结剂是将药皮涂覆到焊芯上并使之具有一定强度的物质,如水玻璃;成形剂:成形剂是使药皮具有一定的弹塑性、流动性,保证药皮压涂时光滑而不开裂的物质,如白泥、云母等。

2焊条工艺性能包括哪几个方面?影响因素是什么?A焊接电弧稳定性,它是指电弧维持稳定燃烧的能力。

影响因素有焊条药皮的组成、熔点和厚度等,其中焊条药皮的组成对电弧的稳定性有决定性作用;B焊接位置的适应性,它是指焊条对不同空间位置焊接难易程度的适应能力,影响因素有焊接熔渣的熔点、粘度和表面张力、电弧和气流的吹力;C焊缝成型,它是描述焊缝表面光滑程度、表面是否存在缺陷以及几何形状和尺寸是否正确的宏观指标,从焊条的角度来看,影响焊缝成形的主要因素就是焊接熔渣的物理性质,如熔渣凝固温度、粘度和表面张力;D焊接飞溅和熔敷效率。

焊接飞溅是指焊接过程中从熔滴或熔池中飞出的金属颗粒,影响焊接飞溅的因素有电源的种类和焊接参数等工艺因素,也包括焊条类型和制造缺陷等材质因素。

熔敷效率是反映焊接生产率高低的指标。

凡是影响焊接飞溅大小的,均影响熔敷效率,影响熔敷效率的因素有药皮类型和所有影响焊接飞溅因素;E脱渣性,它是指焊后从焊缝表面清除焊接渣壳的难易程度,影响因素有熔渣线膨胀系数、熔渣氧化性和熔渣松脆性;F焊接粉尘,它是指在电弧高温作用下而产生的高温金属和非金属蒸汽,在电弧周围空间被氧化和冷凝而形成的细小的固态颗粒。

swjtu焊接冶金学考试复习总结

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焊接冶金学考试复习总结编辑:章敏§金属焊接性及其试验方法一、金属焊接性的定义:金属材料在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度以及该接头能否在使用条件下可靠运行。

它包括两方面的内容:工艺焊接性和使用焊接性。

工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下,能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。

使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度,其中包括常规的力学性能、低温韧性、高温蠕变、疲劳性能、持久强度,以及抗腐蚀性和耐磨性等。

二、影响焊接性的因素内因+外因 1. 材料因素母材、焊接材料 2. 工艺因素焊接方法、焊接工艺参数和焊接顺序、焊后热处理等 3 . 结构因素结构形式、接头形式、接口断面的过渡、焊缝的位臵,以及某些部位焊缝的集中程度造成多向应力的状态等 4. 使用条件工作温度、受载类别和工作环境等。

三、常用焊接性试验方法:斜Y形坡口焊接裂纹试验法主要用于评定母材金属焊接热影响区的冷裂纹倾向。

拘束焊缝为双面焊缝,事先焊好,实验焊缝可在不同温度下施焊,焊后静臵24h再检测解剖计算裂纹率。

§合金结构钢的焊接一、热轧正火钢(热轧:σs=294~343N/mm2,基本上属于C-Mn和Mn-Si系钢种;正火:σs=343~490N/mm2,C-Mn,Mn-Si系基础上加V,Nb,Ti,Mo 等,在固溶强化基础上,通过沉淀强化和细化晶粒来↑σb,保证韧性。

0 (一)热裂纹一般含碳量都较低,含Mn量较高,Mn/S比达要求,抗裂热性好,正常情况下不会出现热裂纹。

当材料成分不合格,或严重偏析使局部C、S偏高时,Mn/S可能低于要求而出现热裂纹。

解决办法:工艺上设法减小熔合比。

选用低碳焊丝,降低焊缝含碳量提高含锰量。

(二)冷裂纹与钢材化学成分(主要是C)、淬硬组织与冷裂倾向三者间存在着密切的联系。

a、在低合金高强钢中,热轧钢的淬硬倾向最小,只有在快冷的情况下才可能出现冷裂纹。

而且随着钢材强度级别的提高,它的淬硬倾向增大。

焊接冶金学-材料焊接性

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焊接冶金学-材料焊接性名词解释:;;1、焊接性:焊接;性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下,能够焊接形成完整接头并满足预期使用要求的能力。

2、碳当量:把;钢中合金元素的含量按相当于若干碳含量折算并叠加起来,作为粗略评定钢材料冷裂纹倾向的参数指标。

;;3、焊接性的间;接评定:①碳当量法;②焊接冷裂纹敏感性指数法;③消除应力裂纹敏感性指数法;④热裂纹敏感性指数;法;⑤层;状撕裂敏感性指数法;⑥焊接热影响区最高硬度法。

第三;章合金结构钢的焊接1、热;轧钢HA;Z过热区脆化原因:;采用过;大的焊接热输入,粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性;采用过小的焊接热输入,粗晶区中的马;氏体组;织所占的比例增大而降低韧性。

2、正火;钢HA;Z过热区脆化原因:1;、晶粒;长大2、沉淀相Ti和Vc发生高温溶解,溶入奥氏体基体,在冷却过程中来不及析出,保留在铁集体内,使其;变脆;。

过热区脆化与魏氏组织无关;采用过大的焊接输入,导致晶粒粗大,主要是1200高温下其沉淀强化作用的碳;化物;和氮化物质点分解并溶于奥氏体,在随后的冷却过程中来不及析出而固溶在基体中,Nb等推迟铁素体的产生,;上贝;氏体的产生,上贝氏体增多,导致韧性下降;采用过小的焊接热输入,冷却速度加快,淬硬组织马氏体增多,导致;韧性下降。

3、分析热;轧;钢和正火钢的强化方式及主要强化元素有何不同,二者焊接性有何差异,在制定工艺时应注意什么?答:⑴强化;;方式:热轧钢用Mn、Si等合金元素固溶强化,加入V、Nb以细化晶粒和沉淀强化;正火钢在固溶强化的基础上加;;入一些碳、氮化合物形成元素C、V、Nb、Ti、Mo进行沉淀强化和晶粒细化。

⑵裂纹-热轧钢对冷、热裂纹都不敏;;感,不出现再热裂纹,出现层状撕裂;正火钢冷裂纹倾向大于热轧钢,对热裂纹不敏感出现再热裂纹和层状撕裂。

;;⑶热影响区性能变化:热轧钢脆化、晶粒粗大和粗晶脆化;正火钢粗晶脆化和组织脆化。

⑷制定工艺时应注意:热;;轧钢线能量需要适中,正火钢应选较小线能量。

焊接冶金学——材料焊接性

焊接冶金学——材料焊接性

材料焊接性的概念有两个方面的内容:一是材料在焊接加工中是否容易形成接头或产生缺陷;二是焊接完成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。

研究焊接性的目的:目的在于查明一定的材料在指定的焊接工艺条件下可能出现的问题,以确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向。

工艺焊接性—在一定焊接工艺条件下,能否获得优良致密,无缺陷焊接接头的能力。

使用焊接性—指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。

影响焊接性的因素:1、材料因素,材料的因素包括母材本身和使用的焊接材料;2、设计因素,焊接接头的结构设计会影响应力状态,设计结构时应使接头处的应力处于较小的状态,能够自由收缩,这样有利于减少应力集中和防止焊接裂纹;3、工艺因数,包括施工时所采用的焊接方法、焊接工艺规程和焊后处理等;4、服役环境,指焊接结构的工作温度、负荷和工作环境。

屈强比:屈服强度与抗拉强度之比。

粗晶区脆化:被加热到1200℃以上的热影响区过热区域可能产生粗晶区输入时,韧性明显降低。

这是由于热轧钢焊接时,采用过大的焊接热输入,粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性;焊接热输入过小,粗晶区中马氏体组织所占的比例增大而降低韧性。

热影响区脆化:在焊接热循环作用下,t(冷却时间)继续增加时低碳调质钢热影响区过热区易发生脆化,即冲击韧性明显下降。

热影响区脆化的原因除了奥氏体晶粒粗化的原因外,更主要的是由于上贝氏体格M-A组元的形成。

热影响区软化:低碳调质钢热影响区峰值温度高于母材回火温度至Ac1的区域会出现软化低碳调质钢的特点是:碳含量低,基体组织是强度和韧性都较高的低碳马氏体+下贝氏体,这对焊接有利,但是,调质状态下的钢材,只要加热温度超过它的回火温度,性能就会发生变化,焊接时由于热循环的作用使热影响区强度和韧性的下降几乎无可避免。

低碳调质钢的焊接方法:为了消除裂纹和提高焊接效率,一般采用熔化气体保护焊(MIG)或活性气体保护焊(MAG)等自动化或半自动机械化焊接方法;对于调质钢焊后热影响区强度和韧性下降的问题,可焊后重新重新进行调质处理,对于不能调质处理的,要限制焊接过程中热量对木材的作用,常用的化解方法有焊条电弧焊、CO2焊和Ar+CO2混合气体保护焊等。

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第三章合金结构钢的焊接1、分析热轧钢和正火钢的强化方式及主强化元素有什么不同,二者的焊接性有何差别,在选择焊接材料时应注意什么问题?答:热轧钢通过固溶强化,主强化元素有:Mn、Si,而正火钢除了固溶强化之外,还利用合金元素的沉淀强化,主强化元素有:Mn、Mo、Nb、V、Ti等。

热轧钢因其碳含量低,冷裂倾向不大,而正火钢随其强度级别、碳当量及板厚提高,淬硬性及冷裂倾向随之增加,需采取工艺措施,如控制焊接热输入、预热、焊后热处理等措施控制裂纹。

热轧钢和正火钢因其碳含量较低,而锰含量较高,热裂纹倾向不大,但Cr、Mo等沉淀强化的正火钢具有消除应力裂纹倾向,可以采用提高预热温度或者焊后热处理等措施来防止消除应力裂纹的产生。

热轧钢和正火钢均可能产生粗晶脆化或者热应变脆化,正火钢需采用较小焊接热输入量,而热轧钢则需适中。

在选择焊接材料时需注意:(1)选择与母材力学性能匹配的相应级别的焊接材料;(2)同时考虑熔合比和冷却速度的影响;(3)考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响。

2、分型Q235的焊接性特点,给出相应的焊接材料及焊接工艺要求?答:Q235属于热轧钢,因其碳含量低,冷裂倾向不大;又因其锰含量较高,热裂倾向不大,主要问题是过热区可产生粗晶脆化,需控制焊缝热输入量。

另外,具有一定的热应变脆化倾向,加入一定的氮化物形成元素可有效防止。

Q235可采用焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等方法,选择与母材力学性能匹配焊接材料,主要有:焊条电弧焊E5015/E5016;埋弧焊HJ431、焊丝H08A/H08Mn2;二氧化碳保护焊:H08Mn2SiA6、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?为什么低碳调质钢在调质状态下焊接可以保证焊接质量,而中碳调质钢一般要求焊后进行调制处理?答:低碳调质钢热影响区脆化的原因除了奥氏体晶粒粗化的原因外,更主要的是上贝氏体和M-A组元的形成。

中碳马氏体脆化的主要原因是产生大量脆硬的高碳、粗大马氏体组织。

低碳调质钢因其碳含量低,基体组织是强度和韧性都较高的低碳马氏体+下贝氏体;其马氏体转变点Ms较高,可提供一次“自回火”,以上因素均有利于防止裂纹的产生,因而在调质状态下就可以保证其焊接质量。

中碳调质钢因其含碳量及合金元素含量较多,Ms较低,形成高碳马氏体,且不提供“自回火”,致使焊缝和热影响区的淬硬性和冷裂倾向大,另外还有软化问题,高碳马氏体引起的硬化和脆化可以通过焊后回火处理予以解决,但无法消除高温回火区所引起的软化问题,只有焊后重新调质处理才能解决上述问题。

8、同一牌号的中碳调质钢分别在调制状态和退火状态进行焊接时,焊接工艺有什么差别?为什么低碳钢一般不在退火状态下进行焊接?答:在退火状态下进行焊接,可以通过焊后调质处理获得性能满足要求的焊接接头,其主要问题是解决裂纹问题,常用的焊接方法如:焊条电弧焊、埋弧焊/TIG/MIG等方法均可,选择焊接材料尽量保证不产生冷、热裂纹,焊缝金属的调质规范应和母材一致,采用很高的预热温度、层间温度和中间热处理等措施防止裂纹产生。

在调质状态下进行焊接,主要问题是防止焊接裂纹、热影响区高碳马氏体所引起的硬化和脆化以及高温回火区所引起的强度降低。

为了防止焊接冷裂纹,可选用塑韧性好的奥氏体焊条,如镍基合金。

另外为了消除热影响区淬硬组织和防止延迟裂纹的产生,必须采用预热,层间温度控制,中间热处理,并应焊后及时进行回火处理,上述工艺过程的温度控制应比母材淬火后的回火温度至少低50 ℃。

为了减少热影响区的软化,采用热量集中,能量密度高的焊接方法,而且控制焊缝的热输入,采用TIG、MIG方法。

低碳调质钢因其碳含量低,基体组织是强度和韧性都较高的低碳马氏体+下贝氏体,其Ms较高,可提供一次自回火,以上因素均有利于防止裂纹的产生,因而在调质状态下就可以保证其焊接质量,没有必要在退货状态下进行焊接。

9.珠光体耐热钢的焊接特点与低碳调质钢有什么不同?珠光体耐热钢选用焊接材料的原则与强度用钢有什么不同?为什么?答珠光体耐热钢的焊接特点与低碳调质钢相似,焊接中存在的主要问题是冷裂纹、热裂纹以及热影响区的硬化、软化问题。

但由于珠光体耐热钢的Cr、Mo等合金元素含量高于低碳调质钢,其消除应力裂纹倾向大;另外,由于珠光体耐热钢在350---500℃温度区间长期运行,有产生回火脆化的问题。

低碳调质钢一般采用低于200℃的预热温度,且不采用焊后热处理。

而珠光体耐热钢一般均在预热状态下进行焊接,焊后大多进行高温回火处理。

为了保证焊缝性能与母材匹配,具有必要的热强性,珠光体耐热钢的焊缝成分应与母材相近,且焊缝中的碳的质量分数要求比母材低一些,焊缝金属的合金成分及使用温度下的强度性能应与母材相一致,或应达到产品技术条件提出的最低性能指标。

而一般强度用钢根据其强度级别选用焊接材料,一般采用“等强匹配”;或者强度稍低于母材,但具有较高的韧性。

第四章1 不锈钢焊接时,为什么要控制焊缝中的含碳量,如何控制焊缝中的含碳量?答由于不锈钢加热时,晶内过饱和的碳向境界扩散,与晶界附近的鉻结合形成鉻的碳化物Cr23C6或者(Cr,Fe)23C6,并在晶界析出,由于碳比鉻的扩散快得多,鉻来不及从晶内补充到晶界,以致于晶界附近区域的含鉻量低于0.12,即所谓贫鉻现象,从而导致晶界腐蚀,因而需控制焊缝中的含碳量。

采用超低碳,即焊缝中的含碳量低于其基体的碳溶解度,就不会有Cr23C6或者(Cr,Fe)23C6而造成贫鉻。

采用碳化物稳定元素如Nb、Ti等合金元素,经稳定化处理使其析出NbC、TiC等碳化物,可以防止形成Cr23C6或者(Cr,Fe)23C6而造成贫鉻。

3 18—8不锈钢焊接接头区域在哪些部位可能产生晶间腐蚀,是由于什么造成的?如何防止?答18—8不锈钢属于奥氏体不锈钢。

其焊接接头可在焊缝、热影响区和熔合区产生晶间腐蚀,均是由于晶间贫鉻所引起的。

焊缝区防止办法:通过焊接材料,使焊缝成为超低碳情况或者含有足够的稳定化元素Nb,调整焊缝成为以获得一定量的铁素体相。

热影响区:焊接工艺采用小热输入、快焊速过程,以减小处于晶间腐蚀的敏化加热的时间。

熔合区:焊接时尽量减小过热,避免交叉焊缝和采用小的热输入;加入稀土元素的La、Ce加速碳化物在晶内的沉淀。

5.奥氏体钢焊接时为什么常用“超合金化”焊接材料?答:由于焊缝冷却和凝固速度快,使晶内和晶间成分相差较大,尤其偏析成分差别较大,导致局部发生点蚀,因而采用“超合金化”的焊接材料可使偏析的成分达到要求。

8.马氏体不锈钢焊接中容易出现什么问题?在焊接材料的选用和工艺上有什么特点?制定焊接工艺时应采取哪些措施?答:除超低碳复相马氏体钢无淬赢倾向,常见的马氏体钢主要问题死含碳量较高的马氏体钢淬硬性所导致的冷裂纹和脆化问题。

采用同质填充金属来焊接马氏体钢,并添加少量的Ti、Al、N、Nb等合金元素细化晶粒,也可通过焊前预热、焊后缓冷及热处理来改善接头的性能。

焊接结构件不便加热进行预热或者热处理时,也可采用奥氏体不锈钢焊接材料防止裂纹,但强度不匹配,需考虑母材稀释问题。

热强性马氏体钢注意焊缝成分接近母材,以平衡焊缝中奥氏体和铁素体化合金元素。

为防止焊接接头形成冷裂纹,宜采取预热措施,焊后热处理需严格控制焊件的温度。

第五章有色金属的焊接1.铝及其合金是如何分类的,各以何种途径强化?铝合金焊接存在什么问题,在焊接性方面有何特点?答:铝合金按强化方式可分为非热处理强化铝合金和热处理强化铝合金,前者只能形变强化,后者既可热处理强化,也可变形强化。

铝及其合金的化学活性强,表面极易形成难熔氧化膜,加之氧化膜密度和铝的密度接近,也易成为焊缝金属的夹杂物。

氧化膜吸附的水分成为焊缝气孔的原因之一。

此外,铝及其合金的线膨胀系数大,焊接时容易产生翘曲变形,部分铝合金存在易熔共晶,具有一定的热裂倾向。

铝合金焊接接头存在软化区,需采用小线能量焊接,为了提高焊接接头的耐蚀性,需改善组织成分的不均匀性,消除焊接应力,采取保护措施等手段。

2.为什么Al-Mg合金以及Al-Li合金焊接时易形成气孔,铝及铝合金焊接时产生气孔的原因是什么,如何防止气孔?为什么纯铝焊接易出现分散小气孔,而Al-Mg合金焊接易出现大气孔?答:Al-Mg合金以及Al-Li合金焊接时易形成气孔的原因是其焊丝或者母材表面氧化膜吸附的水分所致。

氢是铝及铝合金焊接时产生情况的主要原因,氢来源于弧柱气氛中的水分、焊接材料以及母材所吸附的水分,其中,焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分,对焊缝气孔的产生,常常占有突出的地位。

防止气孔有两个途径:(1)限制氢溶入熔融金属或减少氢来源,或者减少氢同熔融金属作用的时间,即所有焊接材料均需干燥处理,彻底清除焊丝及母材表面的氧化膜。

(2)控制焊接工艺,采用小能量焊接以减少熔池存在的时间。

Al-Mg合金的氧化膜由Al2O3、MgO组成,其致密性比纯铝的氧化膜Al2O3差,更易吸附水分,因而易出现集中大气孔,而纯铝氧化膜的致密性和完整性较好,故只易出现分散小气孔。

6.铜及铜合金的物理化学性能有何特点,焊接性如何?不同的焊接方法对焊接接头的性能有什么影响?答:铜及铜合金具有优良的导电、导热性能,冷、热加工性能良好,具有高度的强度、抗氧化性以及抗淡水、盐水、氨碱溶液和有机化学物质腐蚀的性能。

因其导电性好、线膨胀系数比较大,因而焊接时存在难熔合及易变性、气孔问题。

另外,铜与杂志形成多种低熔点共晶,具有一定的热裂倾向。

焊接铜及铜合金需要大功率、高束能的焊接热源,热效率越高,能量越集中对焊接越有利。

不同的焊接方法,可导致焊缝及其热影响区晶粒形态不同而影响其强度、延伸率等性能以及部分合金元素的氧化蒸发。

7.分析采用埋弧焊和氩弧焊焊接中等厚度纯铜板的焊接工艺特点,各有什么优、缺点?答:埋弧焊焊接中厚板时,在不预热和不开坡口的条件下获得优质接头,纯铜、青铜埋弧焊的焊接性能较好,黄铜的焊接性尚可。

焊接铜及铜合金采用高硅高锰焊剂而获得满意的工艺性能,采用单面焊,接头反面采用垫板,防止液态铜的流失。

钨极氩弧焊具有电弧能量集中、保护效果好、热影响区窄、操作灵活等特点,对于中等厚度的板,单面或者双面需开V型坡口,焊前用高频振荡器引弧或在碳块、石墨块上引弧,然后移入坡口区进行焊接。

熔化极氩弧焊具有熔化效率高、熔深大、焊速快等特点。

第六章铸铁焊接4.分析灰铸铁同质焊缝产生冷裂纹(热应力裂纹)的原因及防止措施。

铸铁冷裂纹与钢的焊接冷裂纹相同吗?答:灰铸铁同质焊缝易产生裂纹,原因如下:灰铸铁在500℃以下几乎没有塑性,强度低;片状石墨的尖端成为应力集中的区域,止裂能力差;另外,冷却较快时,焊缝尤其半溶合区具有强烈的淬硬盒白口化倾向,焊接应力大,上述因素致使灰铸铁同质焊缝易产生冷裂纹。

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