【焊接工程学】复习思考题

【焊接工程学】复习思考题

第一篇

1.焊接：被焊工件的材质（同种或异种），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（或分子）间的结合而形成永久性连接的工艺过程。

焊接性：金属材料对焊接加工的适应性，也就是在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。

焊接热影响区：在焊接热循环作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域，称为焊接热影响区。

焊接温度场：焊接时焊件上各点的温度每一瞬时都在变化，而且是有规律的变化，故每一瞬时焊件上各点的温度分布我们称之为焊接温度场。

熔合区：是焊缝和母材的交界区，是焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域

稀释率：金属熔焊或堆焊时，熔敷金属被稀释的程度，用母材或预先堆焊层金属在焊缝金属中所占的百分比(即熔合比)来表示

焊接工艺规范：是指对焊接工艺过程中有关技术要求所做的一系列统一规定。

焊接坡口：根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽。

2.焊接方法有哪几大类？焊接热源有哪几种？

添加：混合气体保护焊（MAG）、闪光混焊、波峰钎焊、烙铁钎焊

热源主要有：电弧热、化学热、电阻热、高频感应热、摩擦热、等离子焰、电子束、激光束等

3.焊机和焊接辅助装置有何区别？

焊机是焊接生产过程中的核心设备，它包括焊接电源、焊接控制箱、焊接机头，有自己独立系统，不属于焊接机械装备的范畴。而焊接机械装备相对于焊机是处于辅助地位的，是配合焊机进行焊接生产，有利于实现焊接生产机械化、自动化，有利于提高装配焊接质量，促使焊接生产过程加速进行的各种辅助机械装置和设备。

4.焊接自动化系统应包括哪些技术内容？

焊接设备、机头移动装置、焊件移动装置、控制装置、传感装置、机械手机械人。

5.焊接机器人由哪几部分构成

焊接机器人的组成：操作（执行）部分、控制部分、动力源及其传递部分、工艺保障部分。

6.焊接技术管理包含哪些内容？

内容：根据不同的工程结构，选择合适的焊接工艺方法，确定焊接工艺参数，制订焊接施工方案和焊接工艺卡或工艺规程，并在具体工程中组织实施。

最主要环节：材料的焊接性试验、焊接工艺评定、制订焊接工艺规程。（下面部分了解即可）材料的焊接性试验：对材料焊接性进行评定的过程。（工艺焊接性、使用焊接性、冶金焊接性和热焊接性）

焊接工艺评定：在确认了材料的焊接性后，用于验证拟定的焊接工艺的可靠性。

制订焊接工艺规程：焊接工艺规程是知道焊接施工生产的重要技术标准。通常由行业或企业自行制订并实施。

7.焊接检验应包括哪些工作？

原材料的检验；焊接设备的检查；装配质量的检查；焊接工艺和焊接规范的检查；焊接过程中的质量控制。

8.焊接工艺规程包含哪些内容？

焊接工艺规程一般包括：焊接方法、焊接材料、焊接工艺评定、对焊工的要求、焊前准备、焊接、后热、焊后热处理、焊缝返修、和焊接检验等。

9.焊接机械装备的定义？按用途它分为哪几大类？

定义：在焊接生产中与焊接工序相配合，有利于实现焊接生产机械化、自动化，有利于提高装配焊接质量，促使焊接生产过程加速进行的各种辅助机械装置和设备。

按用途分类：焊接工装夹具、焊接变位机械、焊件输送机械、其他从属装置；

10.焊接现场技术管理包含哪些内容？

（1）焊前，要对母材、焊接材料、焊接设备工装、焊接施工、焊前清理和装、，焊工资格等做到心中有数，加强督促检查。

（2）焊接过程中，要严格工艺纪律，按照标准和图样的要求，落实和检查焊接工艺的执行情况，控制焊接规范参数的较大波动。

（3）焊后，要及时做好施焊记录，并按规定进行必要的检验，收集和汇总各项检验资料，作为焊接质量的反馈信息。

11.焊接质量的保证应该在哪些方面进行全面控制？

（1）装置及设备方面：必须用欧相应的装置设备，保证焊接工作的顺利进行。

（2）人员素质方面：具有相应学历的各类专业技能和知识或具有一定技术水平。

（3）技术管理方面：拥有完整的管理机构和完善的管理制度。

（4）保证产品的合理设计及安排合理的制造流程。

（5）对焊接接头的质量要求，应通过可靠的试验和检验予以验证。

12.熔化焊过程中一般采用哪几种保护方式？焊接材料有哪些类型？

保护方式三种：真空焊接。气体保护、熔渣保护。焊接材料是指焊接时所消耗材料的通称，例如焊条、焊丝、金属粉末、焊剂、气体等。

13.解释E4303\E5015\HJ431的含义？

E4303：E焊条；43熔敷金属最小抗拉强度为43kgf/mm2 ；0焊条适合全位置焊接；03表示焊接电流种类及药皮类型，交流或直流正反接，酸性焊条。

E5015：E焊条；50熔敷金属最小抗拉强度为50kgf/mm2 ；1焊条适合全位置焊接；15表示直流反接，碱性焊条。

HJ431：HJ焊剂；4焊剂中氧化锰含量高（1\2\3\4分别代表无、低、中、高）；3低F中Si （1\2\3\4表示低F无、低、中、高Si;5\6\7表示中F低、中、高Si；8表示高F高Si）；1牌号

14.焊条的工艺性能主要包括哪些内容？

稳弧性、起弧性、焊缝成形、在各种位置焊接的适应性、飞溅、脱渣性、焊条发尘量、粘着性、造气性、造渣性

15.焊接裂纹按产生的本质大体上可分为哪几大类？其中冷热裂纹又分为哪些类型？

●热裂纹

（1）结晶裂纹：焊缝中存在液态薄膜和在焊缝凝固过程中受到拉伸应力的共同作用。（2）高温液化裂纹：奥氏体晶界开裂。

（3）多边化裂纹：高温时塑形很低，高温+应力

●冷裂纹：钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布，以及接头所承受的拘束应力是高强钢焊接时产生

（1）延迟裂纹：淬硬组织、氢拘束

（2）脆性裂纹：脆硬组织、焊接应力

（3）低塑性裂纹：低温状态下

●再热裂纹

●应力腐蚀裂纹：腐蚀介质+应力

●层状撕裂：轧制时出现

16. 减少焊接应力的措施有哪些？

●设计措施：

（1）选择适当的焊脚尺寸

（2）焊缝布置应尽可能对称

（3）进行合理的焊接工艺设计

（4）选择合理的施焊顺序

●工艺措施：

（1）在制造工艺上，采用反变形法或加热减应区；

（2）焊件预热，350-400℃；

（3）机械法"锤击"或"震动"；

（2）按焊接工艺严格施焊，避免随意性；

（3）尽量采用自动焊或半自动焊，手工焊时避免仰焊。

第二篇

1.埋弧焊定义、特点？

定义：将两种或两种以上的材料（同质或异质），通过加热，用填充材料在焊剂下熔化使工件的材质达到原子（或分子）间的结合而形成永久性连接的加工方法。

特点：

优点：生产效率高；焊缝质量高；劳动条件好。

缺点：主要适用于水平面焊缝焊接；不能用来焊接铝、钛等氧化性强的金属及其合金；只适用于长焊缝的焊接；不适合焊接厚度小于1mm的薄板。

2.埋弧堆焊定义、特点？

定义：在材料表面，通过埋弧焊方法熔敷一层特殊材料的加工过程。

特点：

（1）熔敷效率高、稀释率低、熔敷面积大、焊道平整、熔合线整齐、焊剂消耗少；

（2）存在残余应力，有利于提高修复零件的疲劳强度；

（3）飞溅少、有害气体少，改善劳动强度；

（4）生产效率高；

3.高效埋弧焊有哪些类型？

四类：单面焊双面成形、窄间隙埋弧焊、多丝多弧埋弧焊、埋弧堆焊

4.MIG焊定义、特点？

熔化极惰性气体保护焊:将两种或两种以上的材料（同质或异质），使用熔化电极，加惰性气体（Ar或He）作为电弧介质，并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法。特点：

（1）几乎可焊所有金属；

（2）焊接厚板铝、铜等金属时生产率比TIG焊高，焊件变形比TIG焊小；

（3）可直流反接，焊接铝及其铝合金时有良好的阴极雾化作用；

（4）焊接铝及其铝合金时有显著的亚射流电弧的固有自调节作用。

（5）对焊丝及母材表面的油污、铁锈等较为敏感，容易产生气孔，焊前必须仔细清理焊丝和工件。

5.CO2焊定义、特点？

定义：将两种或两种以上的材料（同质或异质），通过加热，在CO2气保护下用填充材料，使工件的材质达到原子（或分子）间的结合而形成永久性连接的加工方法。

特点：生产率高；焊接成本低；能耗低；使用范围广；抗锈能力较强；焊后不需要清渣，便于监视和控制，有利于实现机械化自动化。

缺点：易造成合金元素烧损；CO气孔；飞溅。

6.CO2焊的规范参数如何选择？

①焊丝直径:短路过渡选用细焊丝；颗粒过渡选用粗焊丝；

②电弧电压及焊接电流：匹配合适才能获得稳定的焊接过程；

③焊接回路电感：进行短路过渡焊接时，焊接回路中一般要串接附加电感；

④焊接速度：选择合适的焊接速度控制单位能

⑤焊丝伸出长度：焊丝伸出长度应为焊丝直径10~12倍（不超过20mm）；

⑥气体流量：气体流量5~15L/min(细丝小规范)，20L/min(中等规范)，25~50L/min(粗丝大规范)

⑦焊枪倾角：垂直飞溅小，倾角越大，飞溅越大，不超多20°

⑧电源极性：CO2电弧焊一般都采用直流反极性（飞溅小、成型性好、电弧稳定）

7.减少CO2焊飞溅的措施有哪些？

（1）正确选择工艺参数（焊接电流与电压、焊枪角度、焊丝伸出长度）；

（2）颗粒过渡焊接时在CO2中加入Ar气；

（3）短路过渡焊接时限制金属液桥爆断能量（在回路中串联电抗器、电阻或增大变压器的阻抗；电流切换法；电流波形控制法）；

（4）采用低飞溅率焊丝（实芯焊丝尽量减少含碳量；采用活化过的焊丝，进行正极性焊接；采用药芯焊丝）。

8. 堆焊定义、特点？

定义：在材料表面，通过焊接方法熔敷一层特殊材料的加工过程。

特点：①提高零件的使用寿命；②合理使用材料；③提高产品性能；④降低成本。

9.压力焊定义、特点？有哪些类型？

压力焊：将两种或两种以上的材料（同质或异质），通过加压，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子（或分子）间的结合而形成永久性连接的加工方法。

特点：

10.钎焊定义、特点？有哪些类型？

定义：将两种或两种以上的材料（同质或异质），用加热或加热加压二者并用，通过钎料的熔化凝固扩散，使工件的材质达到分子间的结合而形成永久性连接的加工方法。

优点：

（1）钎焊只需要填充金属熔化，因此焊件加热温度较低；

（2）焊件的应力和变形较小，对材料的组织和性能影响较小，易于保证焊件的尺寸。（3）钎焊还可以连接不同的金属，或金属与非金属的焊件

（4）设备简单。

缺点：

（1）接头强度较低，钎焊接头工作温度不高；

（2）焊前对焊件的清洗和装配工作都要求较严；

（3）成本较高

分类：（1）硬钎焊：是使用熔点高于450度的钎料进行的钎焊。

（2）软钎焊：是使用熔点低于450度的钎料进行的钎焊。

11.寻找焊接问题来源从哪几方面入手？

母材、设备、填充材料、工艺规范、人为因素

第三篇

1.碳当量、冷裂纹敏感指数？

碳当量：就是把钢中合金元素（包括碳）含量按其对淬硬、冷裂及脆化等的影响换算成碳的相当含量并叠加起来的值。

冷裂纹敏感指数：是根据钢材化学成分（合金元素含量）、氢含量和接头拘束力等数值之间的计算，来间接判断钢的焊接性好坏的一种方法。主要是判定钢的冷裂纹倾向大小，冷裂纹敏感指数越大，说明钢在焊接时产生裂纹的倾向就大，其焊接性就差。

2.金属焊接性及其试验方法有哪些？

金属焊接性：指金属能否适应焊接加工形成完整的具有一定使用性能的焊接接头的特性。包括：工艺焊接性、使用焊接性、冶金焊接性和热焊接性。

试验方法：

（1）直接模拟试验类：1焊接冷裂纹试验；2焊接热裂纹试验；3再热裂纹试验；4层状撕裂试验；5应力腐蚀裂纹试验；6脆性断裂试验；

（2）间接推算类：碳当量法、焊接裂纹敏感指数法、连续冷却组织转变曲线法、焊接热-应力模拟法、焊接热影响区最高硬度法、焊接区断口金相分析等

（3）使用性能试验类：1焊缝及接头的拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验；2高温蠕变及持久强度试验；3断裂韧性试验；4低温脆性试验；5耐腐蚀及耐磨试验；6疲劳试验等；

3.如何评价金属材料的焊接性？

(1)从金属的特性分析焊接性

①利用化学成分分析：

1、碳当量法；

2、焊接冷裂纹敏感指数；

②利用物理性能分析；

③利用化学性能分析；

④利用合金相图分析；

⑤利用CCT图或SHCCT图分析；

(2)从焊接工艺条件分析焊接性:热源特点、保护方法、热循环控制、其他工艺因素（1坡口清理；2焊接材料；3焊接顺序；4焊接规范）。

4.铝及其合金的焊接存在哪些问题？

（1）铝及其合金的化学活泼性强，表面极易形成氧化膜，且多具有难熔性质。

（2）由于氧化膜密度接近铝，容易形成焊缝的夹杂物；

（3）由于氧化膜易吸水，形成焊缝气孔；

（4）铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合现象；

（5）焊接时容易产生翘曲变形。

5.铝合金焊接时防止焊缝气孔的措施有哪些？

（1）减少氢的来源：焊前清理、正反面全面保护配以坡口刮削

（2）控制焊接工艺：焊接工艺参数的影响主要归结为对熔池在高温存在时间的影响，也就是对氢的溶入时间和氢的析出时间的影响。熔池在高温的存在时间增长，有利于氢的逸出，但也有利于氢的溶入。反之，熔池在高温存在时间少，可减少氢的溶入，但也不利于氢的逸出。

6.铝合金焊接时防止焊接热裂纹的途径有哪些？

1）合金系统的影响；（a.使主要合金元素含量超过Xm，以便产生"愈合"作用；b.生产中常利用含Si5%的Al-Si合金焊丝解决抗裂问题。c.Al-Cu系硬铝合金LY16是为了改善焊接性而设计的硬铝合金。）

2）焊丝成分的影响；（不同的母材配合不同的焊丝，在刚性T形接头的试样上进行TIG焊接，具有不同的裂纹倾向。）

3）焊接工艺参数的影响。（应该采用热能集中的焊接方法，采用小的焊接电流和焊接速度，改善抗裂性。）

7.铜及其合金的焊接存在哪些问题？

（1）铜导热系数、线膨胀系数和收缩率比较大，因此焊接过程难熔合且焊后易变形

（2）低熔点共晶所致，使焊缝容易产生热裂纹。

（3）氢及水汽容易使铜及其合金的焊缝产生气孔。

（4）焊接接头力学性能及导电性能的改变（主要是塑性降低）。

8.铜及其合金焊接的工艺要点有哪些？

（1）焊接方法的选择：采用可减少焊接应力的焊接方法，我国目前焊接纯铜及黄铜的常用方法有：气焊、手弧焊、埋弧焊、惰性气体保护焊及等离子弧焊。

（2）焊接材料的选择：必须在焊接材料中加入一定量的脱氧剂，减少热裂纹及气孔的出现。

（3）认真做好焊前的准备工作；采用大线能量焊接及焊前预热。

增加部分

1.焊接裂纹有那些类型？如何防止结晶裂纹？

焊接裂纹类型：冷裂纹，热裂纹，再热裂纹，层状裂纹，应力腐蚀裂纹。

防止结晶裂纹措施：

1）冶金因素

a. 控制焊缝中的硫、磷、碳等有害元素含量；形成低熔共晶；促使偏析。

b. 改善焊缝凝固结晶、细化晶粒是提高抗裂性的重要途径。加入细化晶粒元素（Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al、稀土等）；对于不锈钢焊接希望得到双相组织。

2）工艺因素

改变焊接方法；控制焊接线能量；控制成型系数；焊前预热

2.延迟裂纹产生的原因是什么？如何防止？

1）钢种的淬硬倾向；2）焊缝含扩散氢；3）焊接接头的拘束应力。

防止措施：

1）选用低氢焊接材料，低氢焊接方法，如CO2焊；

2）控制氢的来源，烘干焊条清理焊件焊丝；

3）加入某些合金元素，提高塑性；

4）采用奥氏体组织的焊条焊接某些淬硬倾向较大的低合金高强钢，避免裂纹。

5）选择合适的焊接线能量；预热；降低冷却速度使氢外逸或采用消氢处理

3.晶间腐蚀裂纹产生的原因是什么？如何防止？

原因：主要是奥氏体晶界处产生"贫铬"现象所致。焊接时工件被加热，碳和铬都会以奥氏体晶粒内部向晶界扩散，并在晶界上生成碳化铬致使晶界产生"贫铬"现象。当晶界上的铬含量下降到13%以下时，就失去了防腐作用，产生了晶间腐蚀。

防止措施：

1）合理选择母材（低碳或无碳）

2）选择超低碳焊条，减少焊缝金属含碳量；

3）采取合理的焊接过程和规范；

4）焊后进行热处理（稳定化处理）；

5）双相组织γ+δ；

Vincent London Edit