焊接冶金学习题及答案

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焊接冶金学及金属材料焊接习题答案模块二

焊接冶金学及金属材料焊接习题答案模块二

焊接冶金学及金属材料焊接习题答案模块二模块二2-1答:与铸锭凝固相比,焊缝结晶有以下特点:(1)熔池的体积小,冷却速度大。

由于熔池的体积小,而周围又被冷金属所包围,所以熔池的冷却速度很大,平均约为4~100℃/s,比铸钢锭的平均冷却速度要大10000倍左右。

因此,对于含碳量高、合金元素较多的钢种容易产生淬硬组织,甚至焊道上产生裂纹。

由于冷却速度快,熔池中心和边缘还有较大的温度梯度,致使焊缝中柱状晶得到很大发展。

所以一般情况下焊缝中没有等轴晶,只有在焊缝断面的上部有少量的等轴晶(电渣焊除外)。

(2)熔池中的液态金属处于过热状态。

在电弧焊的条件下,对于低碳钢或低合金钢来讲,熔池的平均温度可达1770±100℃,而溶滴的温度更高,约为2300±200℃。

一般钢锭的温度很少超过1550℃,因此,熔池的液态金属处于过热状态。

由于液态金属的过热程度较大,合金元素的烧损比较严重,使熔池中非自发晶核的质点大为减少,这也是促使焊缝中柱状晶得到发展的原因之一。

此外,在焊缝条件下,气体的吹力,焊条的摆动以及熔池内部气体的外逸,都会产生搅拌作用。

这一点对于排除气体和夹杂是很有利的,也有利于得到致密而性能好的焊缝。

2-2答:焊缝金属在结晶过程中,由于合金元素来不及扩散而存在化学成分的不均匀性。

一般焊缝中的偏析主要有以下三种。

(1)显微偏析一般来讲,先结晶的固相含溶质较低,也就是先结晶的固相比较纯,而后结晶的固相含溶质的浓度较高,并富集了较多的杂质。

由于焊接过程中冷却较快,固相的成分来不及扩散,而在相当大的程度上保持着由于结晶有先后所产生的化学成分不均匀性。

(2)区域偏析焊接时由于熔池中存在激烈的搅拌作用,同时焊接熔池又不断的向前推移,不断加入新的液体金属,因此结晶后的焊缝,从宏观上不会像铸锭那样有大面积的区域偏析。

但是,在焊缝结晶时,由于柱状晶体继续长大和推移,此时会把溶质或杂质“赶”向熔池的中心。

这使熔池中心的杂质浓度逐渐升高,致使在最后凝固的部位产生较严重的区域偏析。

焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块十

焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块十

模块十10-1答:铜及其合金的焊接性较差主要表现为焊缝成形能力差,熔焊铜及大多数铜合金时容易出现难熔合、坡口焊不透和表面成形差的外观缺陷。

原因是铜的导热性好,焊接时热量迅速从加热区传导出去,使得焊接热影响区加宽,在焊件刚度小时,容易产生较大变形;在刚度较大时,又会在焊件中造成很大的焊接应力,如果焊件厚度越大,散热就越严重,在焊接铜及其合金的时候,又由于同在熔化时的表面张力比铁小1/3,流动性比钢大,容易导致熔化金属流失;焊缝及热影响区热裂纹倾向大,焊缝的热裂纹倾向与焊缝杂质的影响有关,还与焊接时产生的应力有关。

焊缝中的氧对焊缝热裂纹倾向影响很大,在焊接时要预防热裂纹的产生,在焊缝中也容易形成气孔,所以要采取适当的措施来预防气孔的产生;铜及铜合金在熔化过程中,由于晶粒严重长大以及合金元素的蒸发、烧损与杂质的渗入,使焊接接头塑性和韧性显著下降。

10-2答:根据铜及铜合金的焊接性,正确制定合理焊接工艺方法,焊接时要注意以下几点:(1)焊前准备和焊后清理铜及铜合金的焊前准备和焊后清理与铝及其合金焊接时相似,如对工件和焊丝在焊前的清理,焊接过程中需要加强对熔池的保护及预热;(2)正确选择焊接工艺方法铜及铜合金焊接时可选用很多种焊接方法,一般根据铜的种类、焊件形态、对质量的要求、生产条件及焊接生产率等综合考虑加以选择,通常气焊、碳弧焊、焊条电弧焊和钨极氩弧焊多用于厚度小于6mm的工件,而熔化极氩弧焊则用于更大厚度工件的焊接;(3)背面加垫板由于纯铜的密度较大,熔化后铜液流动很大,极易烧穿及形成焊瘤。

为了防止铜液从焊缝背面流失,保证反面成形良好,在焊接时需要加垫板;(4)预热由于铜的导热性很强,焊接时通常预热温度也较高,一般在300℃以上,焊接铜时尽量少用搭接、角接及T形等增加散热速度的接头,一般应采用对接接头。

10-3答(1)焊接性分析焊接铝青铜的主要困难时铝的氧化,生成致密而难熔的Al2O3薄膜覆盖在熔滴和熔池表面。

焊接冶金学A卷

焊接冶金学A卷

一、名词解释(共5小题,每小题2分,共10分)。

1. 熔焊;
2. 喷射过渡;
3. 碱性焊条;
4. 显微偏析;
5. 高温液化裂纹;
二、填空题(共20空,每空1分,共20分)。

1. 熔池的几何形状参数有_______、_______、_______。

2. 焊条电弧焊时有三个反应区:_______、_______、_______。

3. 低合金钢贝氏体包括_______、_______、_______、_______。

4. 焊缝中夹杂物的分类主要有_______、_______和_______。

5. 根据冷裂纹在焊接接头中的位置和形态,大体可以分为_______、_______、_______、_______。

6. 易淬火钢(焊前调质)焊接热影响区按特征分为_______、_______、_______。

三、分析题(共4小题,每小题10分,共40分)。

1. 熔滴过渡有几种形式?各有何特点?
2. 氧对焊接质量的影响。

3. 试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能和冶金性能。

4. 何谓焊接热循环?它有哪些特点?它的主要参数及其意义是什么?
四、论述题(共2小题,每小题15分,共30分)。

1. 论述焊接加热及冷却过程中的组织转变特点。

2. 结合自己的理解,论述简述结晶裂纹的形成机理、影响因素。

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焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块四

焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块四

模块四4-1答:(1)氧化物夹杂 其成分主要是SiO2,其次是MnO、TiO2、Al2O3等。

(2)氮化物夹杂 氮化物主要是Fe4N。

(3)硫化物夹杂硫化物主要有两种形态: FeS 和MnS4-2答:氮气孔较多集中在焊缝表面,但多数情况下是成堆出现,与蜂窝类似。

氮的来源主要是由于焊接过程中焊缝保护不良,有较多的空气侵入熔池所致。

在实际中常采取的防止措施如下:(1)加强焊接区的保护(2)合理确定焊接工艺(3)冶金处理对于低碳钢和低合金钢焊接接头,大多数情况下氢气孔出现在焊缝的表面上,气孔的断面形状如同螺钉状,在焊缝的表面上形成喇叭口形,而气孔的四周有光滑的内壁。

但这类气孔在特殊情况下也会出现在焊缝的内部,如焊条药皮中含有较多的结晶水,使焊缝中的含氢量过高,因而凝固时来不及上浮而残存在焊缝内部。

防止氢气孔的措施主要有以下几种:(1)控制氢的来源(2)冶金处理(3) 控制焊接工艺参数焊接碳钢时,由于冶金反应产生了大量的CO,在结晶过程中来不及逸出而残留在焊缝内部形成气孔。

气孔沿结晶方向分布,有些象条虫状卧在焊缝内部。

防止CO气孔常采用的措施主要有以下几种:(1)限制焊丝中的含碳量(2)采取冶金措施防止CO气孔(3) 合理确定焊接工艺4-3答:焊接结构产生裂纹轻者需要返修,浪费人力、物力、时间,重者造成焊接结构报废,无法修补。

更严重者造成事故、人身伤亡。

具体地说,焊接裂纹对结构的危害有:(1)减少了焊接接头的工作截面,因而降低了焊接结构的承载能力。

(2)构成了严重的应力集中。

裂纹是片状缺陷,其边缘构成了非常尖锐的切口,具有高的应力集中,既降低结构的疲劳强度,又容易引发结构的脆性破坏。

(3)造成泄漏。

用于承受高温高压的焊接锅炉或压力容器,用于盛装或输送有毒的、可燃的气体或液体的各种焊接储罐和管道等,若有穿透性裂纹,必然发生泄漏,在工程上是不允许的。

(4)表面裂纹能藏垢纳污,容易造成或加速结构腐蚀。

(5)留下隐患,使结构变得不可靠。

焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块六

焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块六

模块六
6-1答:
焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力。

影响焊接性的因素:
(1)材料因素; (2)工艺因素 (3)结构因素; (4) 使用条件
6-2 答:
(1)焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。

(2)焊接性试验的结果要稳定可靠,具有较好地再现性。

(3)应选用最经济和方便的试验方法。

6-3答:
热焊接性是指焊接热循环对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度。

冶金焊接性是指在一定冶金过程条件下,物理化学变化对焊缝性能和产生缺陷的影响程度
6-4解:
1556Ni Cu V Mo Cr Mn C CE ++++++=(﹪)
CE=0.35+1/6×1.1+1/5(1.1+0+0)+1/15(0.3+0)=0.77(﹪)。

焊接冶金学A卷答案

焊接冶金学A卷答案

一、名词解释(共5小题,每小题2分,共10分)。

熔焊:熔焊是指待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法。

喷射过渡:喷射过渡是指熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。

碱性焊条:在焊条药皮中含有多量碱性氧化物,同时含有氟化钙的焊条。

显微偏析:先结晶的固相比较纯,后结晶的固相含杂质的浓度较高,并富集了较多的杂志,而焊接的冷却速度较快,固相内的成分来不及扩散。

高温液化裂纹:产生在近缝区或多层焊的层间,是由于母材含有较多的低熔点共晶,在焊接热源的高温作用下晶间被重新熔化,在拉应力作用下沿奥氏体晶界发生的开裂现象。

二、填空题(共20空,每空1分,共20分)。

1.熔池长度、熔深、熔宽。

2.药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。

3.上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、条状贝氏体。

4.氧化物夹杂、硫化物夹杂和氮化物夹杂。

5.焊趾裂纹、焊根裂纹、焊道下裂纹、横向裂纹。

6.完全淬火区、不完全淬火区、回火软化区。

三、分析题(共4小题,每小题10分,共40分)。

1. 熔滴过渡有几种形式?各有何特点?(10分)答:熔滴有三种过渡形式:(1)短路过渡:熔滴长大到和熔池金属接触,形成短路,电弧熄灭,液滴下落后,电弧重新引燃。

(3分)(2)粗滴过渡:熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。

(2分)(3)喷射过渡:是指溶滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔池过渡的形式。

(3分)熔滴的过渡形式与焊接方法、药皮、焊条直径、电流、极性、焊工操作水平等有关。

(2分)2. 氧对焊接质量的影响。

(10分)答:氧在焊缝中是有害元素,但在焊接过程中又是必须要利用的元素。

(2分)(1)随着焊缝中氧含量的增加,其强度、塑性、韧性(尤其是低温冲击韧性)下降。

(2分)(2)氧和熔池中的碳反应生成CO气体,造成飞溅和气孔。

(2分)(3)烧损焊缝中的合金元素,降低焊缝金属的性能。

(2分)(4)氧可以有效减少焊缝中的含氢量。

(2分)3. 试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能和冶金性能。

焊接冶金学试卷

焊接冶金学试卷

焊接冶金学试卷及参考答案一、填空(每空1分,共30分)1、熔焊时,金属、熔渣和气象之间进行一些列的冶金反应。

2、手工电弧焊的焊接化学反应区有三个即要皮反应区、熔滴反应区和熔池反应区。

3、焊接区域气体的来源主要有:有机物的分解和燃烧、碳酸盐和高价氧化物的分解和材料的蒸发等。

4、焊接材料是焊接时所消耗材料的通称,包括焊条、焊丝和焊剂以及气体等。

5、熔滴过渡形式有:颗粒状过度、短路过度、附壁过度等。

6、焊接区内的气体主要由CO2、H2O、N2、H 2、O 2组成。

7、焊缝中常遇到的夹杂物有盐性夹杂、盐-氧化合物夹杂和氧化物夹杂。

8、常用的脱氧剂有AL、Ti、Si、Mn。

9、焊缝中化学成分的不均匀性包括显微偏析、区域偏析和层状偏析。

10、裂纹按产生的本质分为五大类即热裂纹、再热裂纹冷裂纹和层状撕裂以及应力腐蚀裂纹。

二、选择(10分每题1分)1、低氢型焊条(碱性焊条)焊缝的含氢量低的原因是药皮中含有很多的碳酸盐,它们受热分解生成( 3 )和氢反应生成稳定的OH。

1)O2 2)H2 3)CO2 4)N22、焊接区内的氢主要来源于焊接材料中的( 3 )。

1)碳酸盐 2)氧化物 3)水分 4)空气3、熔合区会出现明显的化学成分不均匀,成为( 2 )地带。

1)优质 2)薄弱 3)缺陷 4)不重要4、在焊接化学冶金中常用的脱硫剂是( 2 )1)铁 2)锰 3)硅 4)铜5、低碳钢含碳量低,固态相变的组织主要是( 1 )+少量珠光体。

1)铁素体 2)莱氏体 3)贝氏体 4)马氏体6、改善焊缝金属凝固组织的最有效冶金方法是( 4 )。

1)后热 2)进行脱氧 3)提高冶金反应时间 4 )添加某些合金元素7、下列属于氧化物夹杂的有( 3 )1)CaO 2)FeO 3)SiO2 4)K2O8、硫在焊缝金属中的危害是以低熔点的( 3 )的形式存在。

1)S 2)FeS 3)Fe+FeS 4)SO29、钢铁表面的氧化皮在焊接过程中形成的气孔是( 2 )。

焊接冶金与焊接性答案

焊接冶金与焊接性答案

焊接冶金与焊接性答案【篇一:焊接冶金学课后答案】>1.分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同,二者的焊接性有何差别?在制定焊接工艺时要注意什么问题?答:热轧钢的强化方式有:(1)固溶强化,主要强化元素:mn,si。

(2)细晶强化,主要强化元素:nb,v。

(3)沉淀强化,主要强化元素:nb,v.;正火钢的强化方式:(1)固溶强化,主要强化元素:强的合金元素(2)细晶强化,主要强化元素:v,nb,ti,mo(3)沉淀强化,主要强化元素:nb,v,ti,mo.;焊接性:热轧钢含有少量的合金元素,碳当量较低冷裂纹倾向不大,正火钢含有合金元素较多,淬硬性有所增加,碳当量低冷裂纹倾向不大。

热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化,韧性明显降低,而是、正火钢在该条件下粗晶区的v析出相基本固溶,抑制a长大及组织细化作用被削弱,粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、m-a等导致韧性下降和时效敏感性增大。

制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。

2.分析q345的焊接性特点,给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。

答:q345钢属于热轧钢,其碳当量小于0.4%,焊接性良好,一般不3.q345与q390焊接性有何差异?q345焊接工艺是否适用于q390焊接,为什么?答:q345与q390都属于热轧钢,化学成分基本相同,只是q390的mn含量高于q345,从而使q390的碳当量大于q345,所以q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于q345,其余的焊接性基本相同。

q345的焊接工艺不一定适用于q390的焊接,因为q390的碳当量较大,一级q345的热输入叫宽,有可能使q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大,过热区的脆化也变的严重。

4.低合金高强钢焊接时,选择焊接材料的原则是什么?焊后热处理对焊接材料有什么影响?答:选择原则:考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响。

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一.名词解释1. 焊接:被焊工件的材质(同质或异质),通过加热或加压或二者并用,并且用或不用填充材料,使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性的连接的工艺过程。

2. 熔合比:在焊缝金属中局部融化的母材所占的比例称为熔合比。

3. 交互结晶:熔合区附近加热到半融化状态基本金属的晶粒表而,非自发晶核就依附在这个表而上,并以柱状晶的形态向焊缝中心生长,形成所谓交互结晶。

4. 焊缝扩散氢: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,故称扩散氢。

5. 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。

6. 熔敷系数:真正反映焊接生产率的指标。

7. 熔敷比表面积:熔滴的表而积Ag与其质量pVg之比。

8. 应力腐蚀:焊接构件,如容器,管道等在腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下产生的一种延迟破坏现象,称为应力腐蚀裂纹。

9. 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岀现较大的拉伸应力,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。

10. 在热裂纹:厚板焊接结构,并采用含有某些沉淀强化合金元素的钢材,在进行消除应力热处理或在一泄温度下服役的过程中,任焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹为在热裂纹。

11. 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。

12. 热循环曲线:焊接过程中热源沿焊件移动时,焊件上某点温度由低而高,达到峰值后,又由高而低随时间的变化称为焊接热循环。

13. 焊接线能量:热源功率q与焊接速度v之比。

二简答1. 氢对焊接质量有哪些影响?控制焊缝含氢量的主要描施是什么?a.氢脆,氢在室温附近使钢的塑性严重下降,b.白点,碳钢和低合金钢焊缝,如含氢量高常常在拉伸或弯曲断而上岀现银白色局部脆断点。

c.形成气孔,熔池吸收大量的氢,凝固时由于溶解度突然下降,使氢处于饱和状态,会产生氢气且不溶于液态金属,形成气泡产生气孔。

d.氢促使产生冷裂纹。

措施:a.限制焊接材料中的氢含量,制造低氢和超低氢型焊接材料和焊剂时,应尽量选用不含或含氢量少的。

b.清除焊件和焊丝表而上的铁锈,油污,吸附水等杂质。

c.冶金处理:在药皮中加入氟化物,控制焊接材料的氧化还原势,在药皮或焊芯中加入微量的稀土和稀散元素,控制焊接工艺参数,焊后氢处理。

2. CO2保护焊焊接低合金时,应采用什么焊丝?为什么?H08Mn2SiA,如果焊丝中Mn, Si含虽:不足,起脱氧作用会很差,致使熔池结晶后产生CO气孔。

因此CO2气体保护焊焊丝必须含有较髙含量的Mn Si等脱氧元素,H08Mn2SiA焊丝具有良好的焊接工艺性能和力学性能,适用于低合金钢。

3. 为什么酸性焊条用猛铁作为脱氧剂,而碱性焊条用硅铁,镭铁和钛铁作为脱氧剂?在酸性渣中含有较多的SiO2和TiO2,他们与脱氧产物MnO生成复合物MnO. SiO2和MnO.TiO乙从而使Y MnO减小,因此脱氧效果较好。

相反,在碱性渣中Y MnO较大,不利于镒脱氧,且硬度越大,锹脱氧越差,由于这个原因一般酸性焊条用锈铁做脱氧,而碱性焊条不单独用镭铁脱氧。

4. 综合分析熔渣中的CaF2对焊接化学冶金中所起的作用?:造渣。

药皮中的CaF2高温可分解出氟,或者与水玻璃等化合物形成NaF、KF,再与含氢物质形成不溶于金属的HF。

这样就使焊缝中的含氢量极低。

所获得焊缝金属的塑性、韧性好,具有良好的抗裂性,使用于焊接搁置那个重要的焊接结构和大多数的合金钢。

5. 综合分析碱性焊条药皮中CaF2所起的作用及对焊缝性能的影响?可发生反应:CaF2+2H二Ca+2HF, CaF2+H20二CaO+2HF,反映过的产物HF是比较稳泄的气体,高温时不易发生分解,也不溶于液体金属中,由于HF生成后与焊接烟尘一起挥发了,所以降低了熔池金属中的含氢量。

对焊缝性能的影响:提高韧性和塑性,消除氢气孔,并抑制冷裂纹的产生,提高焊缝金属的机械性能。

6. 是对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能,冶金性能和焊缝金属的力学性能?1酸性焊条它是药皮中含有多量酸性氧化物的焊条clj。

这类焊条的工艺性能好,其焊缝外表成形美观、波纹细密。

由于药皮中含有较多的Fd2、TiO2、So:等成分,所以熔渔的氧化性强。

酸性焊条一般均可采用交、直流电源施焊。

典型的酸性焊条为E4303(J422)。

2.碱性焊条它是药皮中含有多量碱性氧化物的焊条°cl'由于焊条药皮中含有较多的大理右、萤石等成分,它们在焊接冶金反应中生成C02和服,因此降低了焊缝中的含氢量。

所以碱性焊条又称为低氢焊条。

碱性焊条的焊缝具有较高的塑性和冲击韧度值,一般承受动裁的焊件或刚性较大的重要结构均采用碱性焊条施工。

典型的碱性焊条为E5015(J507)o7. 低氢型焊条为什么对于铁锈,油污,水分很敏感?由于这类焊条的熔渣不具备氧化性,所以一旦有氢侵入熔池将很难脱岀。

所以,低氢型焊条对于铁锈油污水分很敏感。

8. 简述熔池的结晶形态,分析结晶速度,温度梯度和溶质形态影响?晶体形态主要是柱状晶和少量等轴晶,每个柱状晶有不同的结晶形态(平面晶,胞晶,树枝状晶)等轴晶一般呈树枝晶。

9. 分析焊缝和融合区的化学不均匀性,为什么会形成这种不均匀性?在熔池结晶的过程中,由于冷却速度很快,已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散,合金元素的分布是不均匀的,岀现偏析现象。

与此同时,再熔合区还岀现更为明显的成分不均匀。

10. 某厂焊接带锈低碳钢板,采用“J423”焊条时一般不出现气孔,但采用E4315焊条时总岀现气孔?这里岀现的是C0气孔,因为J423为酸性焊条,它里而含有较多的Si02 , Si02和FeO反应生成稳左的SiO2・FeO,从而降低FeO活度,所以C0气孔的倾向很小;而E4315焊条熔渣的氧化性比J423的大,随熔渣的氧化性升髙,产生C0气孔的倾向也增髙,H2气孔的倾向下降,但是钢板生锈,主要带入的是氧元素,气孔主要是C0气孔.11. 某厂用E5015焊条焊接时,在引弧和弧坑处产生气孔,分析其原因,并提岀解决办法?12. 焊接热循环对被焊金属近缝区的组织,性能有何影响?怎样利用热循环和其他工艺措施改善HAZ的组织性能?(1)在热循环作用下,近缝区的组织分布是不均匀的,融合去和过热去出现了严重的晶粒粗化,是整个接头的薄弱地带,而行能也是不均匀的,主要是淬硬、韧化和脆化,及综合力学性能,抗腐蚀性能,抗疲劳性能等。

(2)焊接热循环对组织的影响主要考虑四个因素:加热速度、加热的最高温度,在相等温度以上的停留时间,冷却速度和冷却时间,研究它是研究焊接质虽的主要途径,而在工艺措施上,常可采用长段的多层焊合短道多层焊,尤其是短道多层焊对热影响区的组织有以定的改善作用,适于焊接晶粒易长而易淬硬的钢种。

13. 焊接HAZ的脆化有几种?如何防止?有多种类型,如粗晶脆化,组织脆化,析出脆化,热应变时效脆化,氢脆化及石墨脆化。

粗晶脆化①粗晶脆化:晶粒长大受多种因素影响其中钢的化学成分,组织状态和加热温度及时间影响最大,若钢中含有碳氮化物的介金元素就会阻碍晶界迁移而有效的阻止晶粒长大,热影响区的粗晶脆化是在化学成分、组织状态不均匀的非平衡条件下形成的,而防止条件也就更加复杂,需要综合部同钢种等多方而考虑②组织脆化:它是由于HAZ岀现脆硬组织造成的,根据被焊钢种的不同和韩姐冷却条件不同在HAZ可能岀现不同的脆性组织。

如M-A组元脆化,析出脆化和遗传脆化。

对于一般低碳钢来说,,由于焊接HAZ出现低碳马氏体和下贝氏体反而能够提高抗脆性能力,而高碳钢则易出现栾晶马氏体,因此焊接含碳较髙的钢时,应采用较髙的预热温度、焊后热处理等;实践证明低温回火(<250°C)可以有助于M-A组元分解改善韧性,中温回火(450-500°C)的改善效果更显著;在焊接时保证化学、物理性质的均匀性能有效的防止脆化。

当时效时间进一步增长时,新的析出物减少,原有的析出物进一步聚集,使析出物之间的距离增大使位错运动恢复从而脆化减弱③时效脆化:可分为静应变时效脆化和动应变时效脆化,热应变时效脆化多发生在低碳钢和碳镭低合金钢的A人以下的热影响区,当钢中含有Cr、V、Mo、AL等碳氮化合物的元素可以降低脆化倾向焊接时适当提髙溶合区的转变温度也可以有效的减轻脆化倾向。

④氢脆:是在室温下使钢的塑性严重下降的现象焊缝经去氢处理可是塑性恢复。

14. 分析液态薄膜的成因及其对产生裂纹的影响?在焊接金属凝固结晶的后期,低熔点共晶排挤在柱状晶体交遇的中心部位,形成一种所谓“液态薄膜”,此时由于收缩而受到的拉伸应力,这时焊缝中的液态薄膜就形成了薄弱地带。

在拉伸应力作用下就有可能在这里开裂而形成结晶裂纹。

产生结晶裂纹的原因就是在薄膜何在凝固过程中受到拉伸应力共同作用的结果,因此液态薄膜就是产生结晶裂纹的内因。

15. 什么是脆性温度区间?在脆性温度区间内为什么金属的塑性很低?熔池结晶进入固溶阶段,由于液态金属少(主要是那些低熔点共晶),在拉伸应力作用下所产生的微小缝隙都无法填充,只要稍有拉伸应力存在就有产生裂纹的可能,故把这个阶段叫做“脆性温度区”。

在脆性温度区间内,焊缝金属抵抗结晶裂纹的能力较弱,所以在此阶段焊缝金属稍有变形就易产生裂纹,所以金属的塑性很低。

16. 一般低合金钢,冷裂纹为什么具有延迟现象?为什么容易在焊接HAZ产生?延迟裂纹主要发生在低合金高强钢中,主要与焊缝含扩散氢、接头所承受的拉应力以及由材料淬硬倾向决左的金属塑性储备有关,是三个因素中的某一因素与相互作用的结果。

对于确左成分的母材和焊缝金属,塑性储备一左,产生延迟裂纹的孕冇期长短,取决于焊缝金属中的扩散氢及接头所处的应力状态。

同理相应于某一应力状态,焊缝含氢疑髙,裂纹孕弃期短,裂纹倾向大。

当应力状态恶劣,即使含氢量低,在很短孕育期内会产生裂纹。

但是决龙延迟裂纹产生与否,存在一个临界含氢呈:与临界应力值。

若氢低于临界含氢呈:,拉应力低于强度极限,则孕育期将无限长,实际上不产生延迟裂纹。

现代的延迟裂纹理论认为,焊缝金属中的含氢量、接头承受的应力水平以及接头金属的塑性储备,三者对延迟裂纹产生的作用是相互联系的。

焊缝高含氢量在低应力下就会诱发出裂纹,而低含氢量需要髙应力下才达到诱发裂纹状态。

含氢量及应力都低时,在长时间才能达到裂纹产生条件。

材料的塑性储备起到调节作用,当材料的变形能力高,缺口敏感性低时,只有在更高应力更多含氢量下才能产生延迟裂纹。

在焊接接头中,由于焊缝一般含碳量低,缺口敏感性小,而近缝区由于晶粒粗大,过饱和空位浓度高,应力集中程度髙等不利条件,使近缝区易于产生延迟裂纹。

热彫响区中的过热区晶粒严重长大,使金属的塑形、韧性急剧下降,是焊接接头中最薄弱的地带17. 简述在热裂纹的主要特征和产生冷裂纹的机理?答:主要特征:1) 再热裂纹都是发生在焊接热影响区的粗晶部位并呈晶间开裂;2) 进行消除应力处理之前焊接区存在较大的残余应力并有不同程度的应力集中,残余应力与应力集中必须通知存在,否则不会产生再热裂纹。

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