金属材料成形基础作业4 (1)
材料成型工艺基础焊接部分作业题目及答案
1.14熔焊时，如果高温焊接区暴露在空气中，会有什么结果？为保证焊缝质量可采取哪些措施？答：①会使焊接区的液态金属发生剧烈的氧化反应和氮化反应。
熔入熔池的氧化物，冷凝时因固溶度下降而析出，易成为焊缝中的夹杂物。
不熔入液态金属的氧化物，会浮出熔池进入渣中，造成合金元素的烧损。
氮化物与铁形成脆性的Fe4N 化合物，使焊缝塑形与韧性下降。
②保证措施：1）在焊接过程中对熔化金属进行有效地保护，使之与空气隔离。
例气保护、熔渣保护、气渣联合保护。
对于激光焊和电子束焊，还可采用真空保护。
2）对焊接熔池进行脱氧、脱硫、脱磷处理，清除进入熔池中的有害杂质。
3）对焊接金属添合金，以补偿合金元素的烧损。
1.16焊接变形有哪几种基本形式？如何控制和矫正焊接变形？答：①收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形。
②控制焊接变形的措施：1）反变形法2）刚性固定法3）强迫冷却法4）采用合理的焊接顺序（先焊接收缩率较大的焊缝，采用对称焊、分段焊）③矫正焊接变形的方法：1）机械矫正2）火焰矫正外1 焊接方法分哪三大类？答：熔焊、压焊、钎焊。
外2 焊接接头的组成？答：焊缝、熔合区和热影响区。
外3焊接接头中力学性能最差的薄弱部位？答：熔合区和过热区。
外4 见第一部分的末页4.3埋弧焊与手弧焊（就是焊条电弧焊）相比有哪些优点？其工艺有何特点？应用有何限制？为什么？①优点：1）生产率高，比焊条电弧焊提高5~10倍2）焊缝质量好，且成形美观3）成本低4）劳动条件好②工艺特点：1）适应性差，通常只适应于水平位置焊接直缝和环缝2）对焊前准备要求严，工件坡口加工要求高，装配间隙要求均匀。
③应用限制主要用于批量生产的厚度范围为6~60mm,焊接时，焊接处应处于水平位置。
因为只有在水平位置，焊剂才能在电弧区堆覆。
4.4说明下列焊丝、焊条牌号的含义?J422 J427 J507 H08 H08MnA①J422就是E4303熔敷金属抗拉强度大于等于420MPa，Ti---Ga型药皮，酸性焊条，电流种类为交流或直流。
金属塑性变形理论习题集1
《金属塑性变形理论》前言前言《金属塑性变形理论》是关于金属塑性加工学科的基础理论课，也是金属材料工程、材料成型及控制工程专业大学本科生的主干课程。
《金属塑性变形理论》总学时为80，内容上分为两部分，即“塑性加工力学”（44学时）和“塑性加工金属学”（36学时）。
为使学生能够学好本课，以奠定扎实的理论基础，提高分析问题和解决问题的能力，编者集20余年的教学经验特编制本习题集，一方面作为学生在学习本课程时的辅导材料，供课下消化课堂内容时使用，另一方面也可供任课教师在授课时参考，此外对报考研究生的学生还具有指导复习的作用。
本“习题集”在编写时，充分考虑了学科内容的系统性、学生学习的连贯性以及与教材顺序的一致性。
该“习题集”中具有前后关联的一个个题目，带有由浅入深的启发性，能够引导学生将所学的知识不断深化。
教师也可根据教学进程从中选题，作为课外作业指导学生进行练习。
所有这些都会有助于学生理解和消化课堂上所学习的内容，从而提高课下的学习效率。
编者2005年10月第一部分：塑性加工力学第一章 应力状态分析1． 金属塑性加工中的外力有哪几种？其意义如何？2． 为什么应力分量的表达需用双下标？每个下标都表示何物理意义？ 3． 已知应力状态如图1-1所示，写出应力分量，并以张量形式表示。
4． 已知应力状态的六个分量7-=x σ，4-=xy τ，0=y σ，4=yz τ，8-=zx τ，15-=z σ(MPa)，画出应力状态图，写出应力张量。
5． 作出单向拉伸、单向压缩、三向等值压缩、平面应力、平面应变、纯剪切应力状态的应力Mehr 圆。
6． 已知应力状态如图1-2所示，当斜面法线方向与三个坐标轴夹角余弦31===n m l 时，求该斜面上的全应力S 、全应力在坐标轴上的分量x S 、y S 、z S 及斜面上的法线应力n σ和切应力n τ。
7． 将下列应力状态用单元体表示。
（1）⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=6040504050705070100σT N/mm 2 （用直角坐标系）（2）图1-1图1-2⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2007090701000900120σT N/mm 2 （用柱面坐标系）8． 单元体上各面所作用的应力分量如图1-3所示。
材料成型技术基础习题答案
作业1 金属材料技术基础1-1 判断题（正确的画O，错误的画×）1．纯铁在升温过程中，912℃时发生同素异构转变，由体心立方晶格的α-Fe转变为面心立方晶格的γ-Fe。
这种转变也是结晶过程，同样遵循晶核形成和晶核长大的结晶规律。
（O ）2．奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体，具有面心立方结构，而铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体,具有体心立方结构。
（O ）3．钢和生铁都是铁碳合金。
其中，碳的质量分数（又称含碳量）小于0.77%的叫钢，碳的质量分数大于2.11%的叫生铁。
（×）4．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间。
（O ）5．钢中的含碳量对钢的性能有重要的影响。
40与45钢相比，后者的强度高，硬度也高,但后者的塑性差。
（O ）6．为了改善低碳钢的切削加工性能，可以用正火代替退火，因为正火比退火周期短，正火后比退火后的硬度低，便于进行切削加工。
（×）7．淬火的主要目的是为了提高钢的硬度。
因此，淬火钢就可以不经回火而直接使用。
（×）8．铁碳合金的基本组织包括铁素体（F）、奥氏体（A）、珠光体（P）、渗碳体（Fe3C）、马氏体（M）、索氏体（S）等。
（×）1-2 选择题1．铁碳合金状态图中的合金在冷却过程中发生的（F ）是共析转变，（B ）是共晶转变。
A．液体中结晶出奥氏体；B．液体中结晶出莱氏体；C．液体中结晶出一次渗碳体；D．奥氏体中析出二次渗碳体；E．奥氏体中析出铁素体；F．奥氏体转变为珠光体。
2．下列牌号的钢材经过退火后具有平衡组织。
其中，（ C ）的σb最高，（D ）的HBS最高，（A ）的δ和a k最高。
在它们的组织中，（A ）的铁素体最多，（C ）的珠光体最多，（D ）的二次渗碳体最多。
A．25；B．45；C．T8；D．T12。
3．纯铁分别按图1-1所示不同的冷却曲线冷却。
其中，沿（ D ）冷却，过冷度最小；沿（D ）冷却，结晶速度最慢；沿（A ）冷却，晶粒最细小。
材料成形工艺基础作业集与自测题
材料成形工艺基础作业集与自测题目录作业一金属的液态成形 (1)作业二金属的塑性成形 (9)作业三材料的焊接成形 (14)作业四切削加工1 (18)作业五切削加工2 (21)作业六切削加工3 (24)作业七切削加工4 (26)自测题 (29)一、金属的液态成形 (29)二、金属的塑性成形 (33)三、材料的焊接成形 (38)四、切削加工 (43)作业一金属的液态成形一、填空题1. 液态金属的充型能力要取决于合金的流动性。
流动性不好的合金铸件易产生、气孔、夹渣等铸造缺陷。
2．影响液态合金流动性的主要因素有、、不溶杂质和气体等。
合金的凝固温度范围越宽，其流动性越。
3．在铸造生产中，合金的浇注温度越离，其充型能力越；充型压力越大，其充型能力越；铸件的壁越厚，其充型能力越。
4．任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至室温都要历三个个相互联系的收缩阶段，即、和。
导致铸件产缩孔和缩松的根本原因是；导致铸件产生应力、变形、裂纹的原因是。
5．在铸造生产中，合金的浇注温度越高，其收缩率越；铸件的壁越厚，其收缩率越；铸件的结构越复杂，其收缩率越；铸型的导热性越好，其收缩率越。
6．铸件在凝固过程中所造成的体积缩减如得不到液态金属补充，将产生缩孔或缩忪。
凝固温度范围窄的合金，倾向于“逐层凝固”，因此易产生；而凝固温度范宽的合金，倾向于“糊状凝固”，因此易产生。
7．铸造生产中，合金的结品温度范围越小，越倾向于凝固。
铸件内外之间的温度梯度越大，其凝固区宽度越。
铸件的其他凝固方式还有凝固、凝固。
影响合金凝固方式的因素有、。
8．准确地估计铸件上缩孔可能产生的位置，是合理安排冒口和冷铁的主要依据，生产中确定缩孔位置的常用方法有、和等。
9．顺序凝固原则主要适用于的合金，其目的是；同时凝固原则主要适用于的合金，其目的是。
10．铸件在冷却收缩过程中，因壁厚不均匀等因素造成的铸件各部分收缩不一致而引起的内应力，称为其目的是；铸件收缩受到铸型、型芯及浇注系统的机械阻碍而产生的应力称为。
材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案
材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案1. 金属材料的机械性能通常用哪几个指标衡量？答：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳极限等。
2. 何谓同素异晶转变，纯铁不同温度下的晶格变化如何？答：同素异晶转变：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
纯铁在1538。
C结晶为σ-Fe ,体心立方结构;温度降到1394。
C时，σ-Fe转变为γ-Fe,面心立方结构；降到912。
C时，γ-Fe转变为α-Fe,为体心立方结构3. 从状态图看含碳0.4%、0.9%的碳钢在室温下由哪些组织构成？答：0.4%由铁素体（F）+珠光体（P）0.9%由二次渗碳体（Fe3CⅡ）+珠光体（P）4. 淬火的目的是什么？答：淬火的主要目的是使奥氏体化后的工年获得尽量多的马氏体（或下贝氏体组织），然后配以不同的温度回火获得各种需要的性能。
例如：提高钢件的机械性能,诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳强度等，改善某些特殊钢的物理或者化学性能，如增强磁钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。
5.某弹簧由优质碳素钢制造，应选用什么牌号的钢？应选用怎样的热处理工艺？答：含碳量在0.6%-0.9%之间，65、70、85、65Mn.65Mn淬火+中温回火6.从下列钢号中，估计出其主要元素大致含量20 45 T10 16Mn 40Cr答：0.2%C 、0.45%C、1.0%C,Mn≤0.4%,Si≤0.35、0.16%C,Mn1.2%-1.6% 、0.4%C，0.8-1.1%Cr7.简述铸造成型的实质及优缺点。
答：铸造成型的实质是：利用金属的流动性，逐步冷却凝固成型的工艺过程。
优点：1.工艺灵活生大，2.成本较低，3.可以铸出外形复杂的毛坯缺点：1.组织性能差，2机械性能较低，3.难以精确控制，铸件质量不够稳定4.劳动条件太差，劳动强度太大。
8.合金流动性取决于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？答：合金流动性取决于 1.合金的化学成分 2.浇注温度 3.浇注压力 4.铸型的导热能力5.铸型的阻力合金流动性不好：产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。
材料成型基础课后习题答案
作业1一、思考题1．什么是机械性能？（材料在载荷作用下所表现出来的性能）它包含哪些指标?（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度）2．名词解释：过冷度（理论结晶温度与实际结晶温度之差），晶格（把每一个原子假想为一个几何原点，并用直线从其中心连接起来，使之构成空间格架），晶胞（在晶格中存在能代表晶格几何特征的最小几何单元），晶粒（多晶体由许多位向不同，外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒），晶界（晶粒与晶粒之间不规则的界面），同素异晶转变固溶体（合金在固态下由组元间相互溶解而形成的相），金属化合物（若新相得晶体结构不同于任一组元，则新相师相元间形成的化合物），机械混合物3．过冷度与冷却速度有什么关系?对晶粒大小有什么影响?冷却速度越大过冷度越大，晶粒越细。
4.晶粒大小对金属机械性能有何影响?常见的细化晶粒的方法有哪些?晶粒越细，金属的强度硬度越高，塑韧性越好。
孕育处理、提高液体金属结晶时的冷却速度、压力加工、热处理等5．含碳量对钢的机械性能有何影响?第38-39页6说明铁素体、奥氏体、渗碳体和珠光体的合金结构和机械性能。
二、填表说明下列符号所代表的机械性能指标符号名称单位物理意义σs屈服极限Mpaσb抗拉强度Mpaε应变无δ延伸率无HB 布氏硬度kgf/mm2HRC 洛氏硬度无a k冲击韧性J/cm2σ—1疲劳强度Mpa以相和组织组成物填写简化的铁碳相图此题新增的此题重点LL+A L+Fe3 AA+FFA+ Fe3CF+Fe3C图1--1 简化的铁碳合金状态图三、填空1.碳溶解在体心立方的α-Fe中形成的固溶体称铁素体，其符号为 F ，晶格类型是体心立方晶格，性能特点是强度低，塑性好。
2.碳溶解在面心立方的γ-Fe中形成的固溶体称奥氏体，其符号为 A ，晶格类型是面心立方晶格，性能特点是强度低，塑性好。
3.渗碳体是铁与碳的金属化合物，含碳量为 6.69 ％，性能特点是硬度很高，脆性很差。
4.ECF称共晶转变线，所发生的反应称共晶反应，其反应式是得到的组织为L（4.3% 1148℃）=A（2.11%）+Fe3C。
工程材料及成型技术基础(吕广庶张元明著)课后习题答案
《工程材料》复习思考题参考答案第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。
线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。
如位错。
面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。
如晶界和亚晶界。
亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。
亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。
刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。
滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。
如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。
单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。
多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。
过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。
材料成型技术基础第2版课后习题答案
材料成型技术基础第2版课后习题答案本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第一章金属液态成形1.①液态合金的充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。
②流动性好，熔融合金充填铸型的能力强，易于获得尺寸准确、外形完整的铸件。
流动性不好，则充型能力差，铸件容易产生冷隔、气孔等缺陷。
③成分不同的合金具有不同的结晶特性，共晶成分合金的流动性最好，纯金属次之，最后是固溶体合金。
④相比于铸钢，铸铁更接近更接近共晶成分，结晶温度区间较小，因而流动性较好。
2.浇铸温度过高会使合金的收缩量增加，吸气增多，氧化严重，反而是铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、夹杂等缺陷。
3.缩孔和缩松的存在会减小铸件的有效承载面积，并会引起应力集中，导致铸件的力学性能下降。
缩孔大而集中，更容易被发现，可以通过一定的工艺将其移出铸件体外，缩松小而分散，在铸件中或多或少都存在着，对于一般铸件来说，往往不把它作为一种缺陷来看，只有要求铸件的气密性高的时候才会防止。
4 液态合金充满型腔后，在冷却凝固过程中，若液态收缩和凝固收缩缩减的体积得不到补足，便会在铸件的最后凝固部位形成一些空洞，大而集中的空洞成为缩孔，小而分散的空洞称为缩松。
浇不足是沙型没有全部充满。
冷隔是铸造后的工件稍受一定力后就出现裂纹或断裂，在断口出现氧化夹杂物，或者没有融合到一起。
出气口目的是在浇铸的过程中使型腔内的气体排出，防止铸件产生气孔，也便于观察浇铸情况。
而冒口是为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧面的补充部分。
逐层凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开。
定向凝固中熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向进行凝固。
5.定向凝固原则是在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口，并同时采用其他工艺措施，使铸件上远离冒口的部位到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部位像冒口方向顺序地凝固。
《金属材料》分层作业(解析版)
课题1 金属材料【基础练习】1. 铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法中，正确的是( )A．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁B．铁在自然界中以单质形式存在C．铁是地壳里含量最多的金属元素D．用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素【答案】D【解析】A项铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，B项铁在自然界多数以化合物形式存在，C 项地壳中含量最多的金属元素是铝，D项用铁锅炒菜可使食物中增加人体必需的微量铁元素是正确的。
2. 金属有关的说法正确的是（）A．生铁和钢都是铁的合金B．废旧电池可以随意丢弃，不会对环境造成污染C．银的导电性比铜强，所以一般用银作电线D．铁矿石在地壳中含量最丰富，可以随意开采【答案】A【解析】A项生铁和钢都是铁和碳的合金，B项废旧电池中含有会污染环境的重金属，C项银的导线性虽然强但是由于价格昂贵一般不用银做电线，D项为保护铁资源，应合理开采铁矿石。
3. 金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。
下列说法中不正确的是( )A．不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械B．铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具C．铝合金轻而坚韧，可作汽车、飞机和火箭的材料D．铅锑合金的熔点较低、电阻率较大，常用于制成发热体【答案】D【解析】D项铅锑合金熔点低，不适宜制成发热体。
4. 金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。
下列说法中不正确的是( )A．不锈钢抗腐蚀性好，常用于制造医疗器械B．铁具有良好的导热性，可以用于制造炊具C．铝合金轻而坚韧，可作汽车、飞机和火箭的材料D．铅锑合金的熔点较低、电阻率较大，常用于制成发热体【答案】D【解析】D项铅锑合金熔点低，不适宜制成发热体。
5. 常温下为紫红色固体的是（）A．锌B．铁C．铜D．银【答案】C【解答】A、锌在常温下为银白色固体，选项错误。
B、铁在常温下为银白色固体，选项错误。
C、铜在常温下为紫红色固体，选项正确。
D、银在常温下为银白色固体，选项错误。
故选：C。
6. 金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的（）A. 导电性B. 延展性C. 导热性D. 抗腐蚀性【答案】B【解析】金子被压成薄薄的金箔、被拉成几十上百倍长度的金丝，这些都表明金具有良好的延展性。
材料成型工艺作业
1、试说明材料成形工艺的作用。
答：在现代，人们运用各种材料成型工艺，制造各种工业生产用到的原材料、各种机器机械的零件毛坯，甚至直接成型各种产品的零件。
因此，在汽车、拖拉机与农用机械、工程机械、动力机械、起重机械、石油化工机械、桥梁、冶金、机床、航空航天、兵器、仪器仪表、轻工和家用电器等制造业中，得到了广泛的应用。
2、分析材料成形工艺特点，并分析不同材料成形工艺中的共性技术有哪些？答：材料成型工艺作为生产制造工艺，和机械切削工艺、热解决工艺及表面工艺一起，可以完毕各类机械、机器的制造。
与切削加工工艺相比，材料成形工艺的特点可归纳如下：（1）材料一般在热态成形。
铸造是金属的液态成形，钢的锻造是毛坯加热到800°C 以上的成形，注塑是塑料加热到熔融状态（一般200°C~300°C）来成形。
（2）材料运用率高。
铸、锻、焊、注塑均属于等材制造，不像切削加工（属于减材制造）有大量切削，材料运用率高，假如采用精密成形工艺生产，材料运用率可达80%~90%以上。
（3）产品性能好。
材料一般在压力下成形（如压铸、锻造、冲压、注塑），有助于提高材料成形性能和材料的“结实”限度，其综合效果是有助于提高零件的内在质量，重要是力学性能如强度、疲劳寿命等。
（4）产品尺寸规格一致。
由于采用模具成形，产品一模同样，产品一致性好，尺寸较准确。
可以互换。
这点特别适合于大批量生产的汽车和家电、消费电子产品，能获得价廉物美的效果。
（5）劳动生产率高。
对于成形工艺，普遍可采用机械化、自动化流水作业来实现大批量生产。
如汽车螺母采用镦锻成形，比切削加工提高生产率2-3倍。
（6）一般材料成型加工件的尺寸精度比切削加工低，而表面粗糙度值比切削加工高。
材料成型一般使用模具间接成形，模具有一个制造精度的问题，材料成型大多在热态下成形，有热变形的问题。
此外，即使在室温下成形（如冲压），由于模具的磨损和弹性变形等因素，必将影响加工件的尺寸精度和表面粗糙度。
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二、简答题与应用题
1. 减少焊接应力的工艺措施有哪些？如何消除焊接应力？
1）减少焊接应力的工艺措施： （1）合理选择焊接顺序；（2）锤击或碾压焊缝；
（3）采用小能量、多层焊；（4）焊前预热、焊后缓冷。
2）消除焊接应力：焊后去应力退火
2. 试分析焊接工人在焊接厚焊件时，为什么有时用 园头小锤对处于红热状态的焊缝进行敲击？ 答：因为厚大焊件强度大，在焊接过程中不易变形，焊 接应力较大，致使工件产生裂纹的倾向较大。所以在焊 接过程中，常用园头小锤对处于红热状态的焊缝进行敲 击，使其产生塑性变形，以减小应力，减小其产生裂纹 的倾向。
4. 焊接时，产生焊接应力和变形的主要原因是：在焊 接过程中，对工件进行局部加热和快速冷却。 5. 生产中常见的焊接变形形式有：收缩变形、角变形、弯 曲变形、扭曲变形、波浪形变形等五种。减小和预防焊接变 形的工艺方法有：加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择 合理的焊接次序等。矫正焊接变形的方法有：机械矫正法和 火焰矫正法。
9．汽车车轮由轮圈和辐板组成，材料均 为Q235钢，如图4-2所示。大批量生产 时，轮圈由卷板机卷成，再经CO2气体 保护焊焊接而成；而轮圈与辐板则用 CO2气体保护焊焊接连为一体，焊接材 料为焊丝H08Mn 。
图4-2 汽车车轮
10．焊接时一般都要对被焊区域进行保护，以防有害气体的 侵入。手工电弧焊采用熔渣保护；埋弧自动焊采用焊剂 保护；氩弧焊的保护措施是氩气保护；而在钎焊过程中则 利用熔剂来进行保护。
6. 铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属焊接的主要问题是 什么？在生产中常采取哪些措施解决这些问题？ （1）铝及铝合金的焊接特点： 1）易氧化； 2）易产生气孔； 3）易变形开裂； 4）接头易软化。 采用氩弧焊、气焊、钎焊、电阻焊。 （2）铜及铜合金的焊接特点 1）难熔合； 2）易氧化； 3）易产生气孔；
6. 根据钎料熔点的不同，钎焊可分为：软钎焊和硬钎 焊 两类，在焊接硬质合金车刀时，常用硬钎焊 ；而在 焊接电器元件时，常用软钎焊。 7．焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔化焊加热的目的 是熔化母材和焊接材料；压力焊加热的目的是使母材处于塑 性状态；钎焊加热的目的是熔化钎料、润湿母材。 8．如图4-1所示为汽车传动轴，由锻件(45钢)和钢管(Q235 钢)焊接而成。大批量生产时，合适的焊接方法为CO2气体保 护焊 ；使用的焊接材料为焊丝H08Mn。
金属材料成Байду номын сангаас基础作业（4）
一、填空题
1. 按照实现焊接过程手段的不同，焊接方法可分为熔化焊、 压力焊和钎焊三大类。埋弧自动焊属于熔化焊。 2. 手工电弧焊的焊条由（1）焊条芯和（2）药皮两部分组 成；（1）的作用是①导电、②填充；（2）的作用是①机 械保护作用、 ② 冶金处理作用、③稳定电弧的作用。 3．焊接接头由（1） 焊缝 和（2） 焊接热影响区 组成， （2）又可分为 熔合区 ， 过热区 ， 正火区 和 部分相变 区 等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大的区域是熔 合区和过热区 。
4）易变形开裂；
采用氩弧焊、气焊、钎焊、碳弧焊。
7．在焊接如图4-3所示的T字形截面梁时，由于焊缝位置分 布不对称，该件焊后易产生弯曲变形，请在原图上用虚线画 出该图可能弯曲后的焊件轮廓（即焊件的弯曲方向）。现拟 用火焰加热法矫正该变形，试在原图上标注出加热部位。
8．现有厚4mm，长1200mm，宽800mm的钢板3块，需 拼焊成一块长1800mm、宽1600mm的矩形钢板，问如图 3-2所示的结构设计是否合理？若不合理，请予以改正。为 减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？
2
3 焊接次序：1 2 3 1
9．用30mm厚的16Mn钢板焊接一直径为5m的容器。16Mn的 化学成分如下：wc=0.12%~0.20%； wSi=0.20%~0.55%； wMn=1.20%~1.60%；wP、S<0.045％。 (1)计算16Mn的碳当量； (2)判断16Mn的焊接性； (3)在常温下焊接时是否需要预热？预热温度应为多少?
（1）16Mn的成分取上限时：CE=0.2+1.6/6=0.47 （2）16Mn焊接性较差。 （3）由于16Mn的焊接性较差，焊件厚度又较厚，需焊前适 当预热，以防止裂纹的产生。预热温度150～250℃ 。
10．什么是焊接电弧？试画出焊接电弧的结构，并指出各 部分的名称、温度及热量分布。 （1）焊接电弧是在具有一定电压的电极与焊件之间 的气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。 （2）电弧的构造及温度、热量分布 阴极区： 2400K 占36% 阳极区： 2600K 占42%
弧柱区： 5000~8000K 占21%
11．判断下列各种焊件的结构是否合理？若不合理， 请在原图上修改。
3. 焊接热影响区的宽窄对焊接接头的性能有什么影响？ 如何减少和消除焊接热影响区？ 答：1）焊接接头包括焊缝和焊接热影响区。热影响区 的宽窄对焊接接头的质量起着决定性的作用。热影响区 越宽，焊接接头产生裂纹的倾向越大，承载能力越差。 2）减小和消除热影响区的方法有： ① 小电流、快速焊接； ② 采用先进的焊接方法； ③ 焊前预热、焊后热处理（正火）
① 清理作用——去除表面氧化皮
② 降低表面张力——改善液态钎料对焊件的湿润性，增强毛 细管作用。 ③ 保护作用
5．简述熔焊冶金过程特点及保证焊接质量的措施。 （1）熔焊冶金过程特点 a. 熔池金属温度高于一般冶金温度； b. 熔池金属冷却快，处于液态的时间短； c. 空气对焊缝的影响严重。 （2）保证焊接质量的工艺措施 a. 减少有害气体进入熔池； b. 渗入合金元素； c. 清除已进入熔池的有害元素。
4. 钎焊与熔化焊相比，其焊接过程的实质有什么不同？ 钎焊时所用的熔剂起什么作用？ 答：1）熔焊是将被焊工件局部加热到熔化状态，彼此产生 原子间的结合形成共同的接头，实现永久的连接。而钎焊是 用低熔点的金属做钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点 而低于母材熔点的温度，利用液态钎料湿润母材，填充接头 间隙并与母材相互扩散，冷却凝固后实现连接，其被焊工件 之间无原子间的结合。 2）钎焊时所用熔剂的作用：