材料焊接性课后答案
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材料焊接性课后答案第一篇:材料焊接性课后答案第三章:合金结构焊接热影响区(HAZ)最高硬度焊接热影响区(heat affected zone,简称HAZ)最高硬度,是指焊接后焊接接头中的热影响区硬度的最高值。
一般其硬度值采用维氏硬度来表示,例如HV10。
是评价钢种焊接性的重要指标之一,比碳当量更为准确。
采用焊接热影响区最高硬度作为一个因子来评价金属焊接性(包括冷裂纹敏感性),不仅反映钢钟化学成分的作用,还反映了焊接工艺参数影响下形成的不同组织形态的作用。
因为硬度与强度有一定的头条,即强度高,对应的硬度也高。
因此焊接热影响区最高硬度也反映了焊接热影响区的强度,而焊接热影响区的强度超高,会导致其塑性降低,从而易形成裂纹或裂纹易于扩展。
另外,不同的组织形态的硬度值也不一样,在钢中,高碳马氏体(孪晶马氏体)的硬度值最高,且高碳马氏体的塑性、韧性最差,所以焊接热影响区最高硬度也可以间接反映接头的性能。
焊接热影响区的最高硬度值的数值越高,其对就的强度就越高,韧性、塑性就越差。
因些,重要结构中,对焊接热影响区最高硬度有一定的限制,并作为评价指标之一。
钢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氏体、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。
《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案

《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案绪 论一、填空题1.连接金属材料的方法主要有____________、____________、____________、____________等形式,其中,属于可拆卸的是___________、____________属于永久性连接的是____________、____________。
2. 按照焊接过程中金属所处的状态不同,可以把焊接分为___________、___________ 和__________三类。
3.常用的熔焊方法有_____________、_______________、_______________等。
4.焊接是通过____________或___________或两者并用,用或不用______________,使焊件达到结合的一种加工工艺方法。
5.压焊是在焊接过程中,必须对焊件施加___________,以完成焊接的方法。
二、判断题(正确的划“√”,错的划“×”)1.焊接是一种可拆卸的连接方式。
﹙ ﹚2.熔焊是一种既加热又加压的焊接方法。
﹙ ﹚3.钎焊是将焊件和钎料加热到一定温度,使它们完全熔化,从而达到原子结合的一种连接方法。
﹙ ﹚4.钎焊虽然在宏观上也能形成不可拆卸的接头,但在微观上与压焊和熔焊是有本质区别的。
﹙ ﹚5.焊接接头由焊缝和因焊接热传递的影响而产生组织和性能变化的焊接热影响区构成。
﹙ ﹚6.焊接是通过加热或加压,或两者并用,用或不用填充材料,使焊件达到原子结合的一种方法。
﹙ ﹚答案一、填空题1.螺纹连接 键连接 铆接 焊接 螺纹连接 键连接 铆接 焊接2.熔焊 钎焊 压焊3.气焊 焊条电弧焊 CO气体保护焊24.加热 加压 填充材料5.压力二、判断题1.× 2.× 3× 4.√ 5.√第一章 焊接热源及其热作用一、填空题1.常用焊接热源有_____________热、_____________热、_____________热、_____________和_____________等。
第三章连接课后习题参考答案

第三章连接课后习题参考答案焊接连接参考答案一、概念题 3.1 从功能上分类,连接有哪几种根本类型? 3.2 焊缝有两种根本类型—对接坡口焊缝和贴角焊缝,二者在施工、受力、适用范围上各有哪些特点? 3.3 对接接头连接需使用对接焊缝,角接接头连接需采用角焊缝,这么说对吗? 3.4 hf和lw相同时,吊车梁上的焊缝采用正面角焊缝比采用侧面角焊缝承载力高? 3.5 为何对角焊缝焊脚尺寸有最大和最小取值的限制?对侧面角焊缝的长度有何要求?为什么?【答】(1)最小焊脚尺寸:角焊缝的焊脚尺寸不能过小,否那么焊接时产生的热量较小,致使施焊时冷却速度过快,导致母材开裂。
《标准》规定:hf≥1.5,式中: t2——较厚焊件厚度,单位为mm。
计算时,焊脚尺寸取整数。
自动焊熔深较大,所取最小焊脚尺寸可减小1mm; T形连接的单面角焊缝,应增加1mm;当焊件厚度小于或等于4mm时,那么取与焊件厚度相同。
(2)最大焊脚尺寸:为了防止焊缝区的主体金属“过热”,减小焊件的焊接剩余应力和剩余变形,角焊缝的焊脚尺寸应满足式中:t1——较薄焊件的厚度,单位为mm。
(3)侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀,两端大而中间小,可能首先在焊缝的两端破坏,故规定侧面角焊缝的计算长度lw≤60hf。
假设内力沿侧面角焊缝全长分布,例如焊接梁翼缘与腹板的连接焊缝,可不受上述限制。
3.6 简述焊接剩余应力产生的实质,其最大分布特点是什么?3.7 画出焊接H形截面和焊接箱形截面的焊接剩余应力分布图。
3.8 贴角焊缝中,何为端焊缝?何为侧焊缝?二者破坏截面上的应力性质有何区别? 3.9 标准规定:侧焊缝的计算长度不得大于焊脚尺寸的某个倍数,原因何在?标准同时有焊缝最小尺寸的规定,原因何在? 3.10 标准禁止3条相互垂直的焊缝相交,为什么。
3.11 举3~5例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施。
3.12 简述连接设计中等强度法和内力法的含义。
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。
《金属焊接》课后习题参考答案完整版

《金属焊接》课后习题第1章绪论1-1. 什么是焊接?什么叫做焊接技术?(储运11-1 01 丛欣欣)答:焊接:是指通过适当的手段,是两个分离的金属物体(同种金属或异种金属)产生原子(分子)间结合而连接一体的连接方法。
焊接技术:焊接是一种重要的金属加工工艺,各种焊接方法、焊接材料、焊接工艺和焊接设备等及其基础理论的总称叫做焊接技术。
1-2. 简述焊接过程的物理实质。
(储运11-1 02 顾思彤)答:焊接的物理实质:利用局部加热、加压或两者并用的手段,克服表面不平度并消去氧化膜,使母材和焊缝金属形成共同的晶粒,达到永久性的牢固连接。
1-3. 焊接解决的主要问题是什么?(储运11-1 03 郭祝华)答:焊接解决的问题主要有两个:一是怎样才能焊上;二是怎样才能焊好。
所谓焊上,就是顺利地将两种分离的金属连接在一起,并使它们结合部分能达到原子间的相互联系。
所谓焊好,应包括以下三方面:(1)焊接接头的各项力学性能达到要求的指标,即能够承受使用过程中所受到的各种外力。
不致发生过大的变形(特别是塑性变形),更不能出现开裂现象。
(2)焊接变形要小,即经过加工或不加工能达到设计规定尺寸及形状位置公差要求,能顺利地与其他相关零部件或设备相连接,并保持良好的受力状态。
(3)焊缝及焊接构件要能够使用足够长的时间,即具有良好的耐久性,并且安全可靠。
在焊接件使用寿命期间,不会产生附加塑性变形或开裂而失去使用价值。
1-4. 焊接结构有哪些类型?(储运11-1 04 李丹)答:按两焊件的相对位置,分为平接、搭接和顶接;对接焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系,分为直缝和斜缝; 角焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系,分为端缝和侧缝;按焊缝连续性,分为连续焊缝和断续焊缝;按施工位置,分为俯焊、立焊、横焊、仰焊。
随着钢结构在建筑工程中的广泛使用,钢结构施工过程中焊接质量越来越受到大家关注,钢结构焊接缺陷的存在,会对焊接钢结构的力学性能和安全使用产生重要的影响,其危害主要是缺陷端部造成严重的应力集中;削弱焊接接头承载截面;降低焊接接头的强度和致密性,导致焊接接头承载力的下降,缩短使用寿命,甚至造成焊接接头脆性断裂或结构倒塌事故。
金属材料焊接 习题答案(文申柳 第二版)

金属材料焊接习题答案(文申柳第二版)第1章金属焊接性及其试验方法1.填空题①适应性;②工艺焊接性、使用焊接性;③热焊接性、冶金焊接性;④针对性、可靠性、经济性;⑤冷裂纹⑥冷裂纹。
2.影响金属焊接性的因素有:材料因素:设计因素;工艺因素;服役环境因素。
3.金属焊接性的实验内容有:焊缝金属抗热裂纹能力;焊缝及热影响区抗冷裂纹能力;焊接接头抗脆性转变的能力;焊接接头的使用性能。
4.解答:根据国际焊接学会(HW)所推荐的CE (IIW)如下:CE(nw)= c +弛+ °r + M° + V + Cu + Ni(%)把口CrlMoV 钢中各个元6515素的含量带入前面的公式计算可得CE (IIW) =0. 41%说明该钢材的焊接性良好。
5.奥氏体不锈钢(如0Crl9Ni9)按碳当量或£的计算公式得出的数值都是很高的,这不能说明这类钢的裂纹敏感性。
因为奥氏体不锈钢不会发生相变,接头具有良好的塑性和韧性,焊接性较好。
第2章非合金钢(碳钢)的焊接1.填空题①2. 11%;②等强度原那么;③实芯焊丝、药芯焊丝;④反接;⑤焊条电弧焊、气焊。
2.低碳钢含碳量低,镒、硅元素含量较少,强度不高,塑性好,所以,通常焊接时不会引起严重的硬化组织或淬火组织,焊后接头的塑性和韧性好,一般不需要预热、层间温度和后热,焊后也不必进行热处理,许多焊接方法都适用于低碳钢的焊接,并能获得良好的焊接接头,因而低碳钢焊接性优良。
3.①焊接材料:为了保证良好的焊缝综合性能,在埋弧焊时,并不要求其化学成分必须与母材完全相同,通常要求焊缝金属的含碳量较低些,并含有适量的铺、硅等元素,以到达焊接接头所需的性能。
②焊前准备:当板厚小于14mm时,可以不开坡口,当板厚在14〜22mm时,一般开V形坡口,角度为50°〜60°,当板厚大于22nlm时,开双V形坡口,对于一些要求较高的焊件,为了保证根部焊透和大量气孔;④焊接接头的力学性能一般低于母材,其耐蚀性有所下降。
材料连接原理课后答案全..

1.焊接热源有哪些共同要求?描述焊接热源主要用什么指标?(简05.07.09)答:能量密度高、快速实现焊接过程、得到高质量的焊缝和最小的焊接热影响区。
主要指标:最小加热面积、最大功率密度和正常焊接规范条件下的温度。
2.试述焊接接头的形成过程及对焊接质量的影响。
答:(1)预压阶段;(2)通电加热阶段;(3)冷却结晶阶段。
对焊接质量的影响:3.溶滴比表面积的概念及对焊接化学冶金过程的影响?答:熔滴的表面积Ag 与其质量 之比称为熔滴的比表面积S 。
熔滴的比表面积越大,熔滴与周围介质的平均相互作用时间越长,熔滴温度越高,越有利于加强冶金反应。
4.焊条熔化系数、熔敷系数的物理意义及表达式?真正反映焊接生产率的指标是什么? 答:焊条金属的平均融化速度 :在单位时间内熔化的焊芯质量或长度;损失系数 :在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发而损失的金属质量与熔化的焊芯质量之比;平均熔敷系数 (真正反映焊接生产率的指标),由于损失系数不等于零,单位时间内真正进入焊接熔池的金属质量称为平均熔敷速度。
5.试简述不锈钢焊条药皮发红的原因?有什么解决措施?(简05.08.10)答:药皮发红的原因:不锈钢焊芯电阻大,焊条融化系数小造成焊条融化时间长,且产生的电阻热量大,使焊条温度升高而导致药皮发红。
解决措施:调整焊条药皮配方,使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡,提高焊条的融化系数,减少电阻热以降低焊条的表面升温。
6.熔合比的表达式和影响因素?多层焊时,如果各层间的熔合比是恒定的,试推导第n 层焊缝金属的成分?答:表达式:影响因素:焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目、母材热物理性能等。
7.从传热学角度说明临界板厚δcr 的概念?某16Mn 钢焊件,采用手工电弧焊,能量E=15KJ/cm 求δcr ?答:由传热学理论知道:在线能量一定的情况下,板厚增加冷却速度Wc 增大,冷却时间t8/5变短,当板厚增加到一定程度时,则Wc 和t8/5不再变化,此时板厚即为临界板厚δcr 。
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第三章:合金结构焊接热影响区(HAZ)最高硬度 焊接热影响区(heat affected zone,简称HAZ)最高硬度,是指焊接后焊接接头中的热影响区硬度的最高值。
一般其硬度值采用维氏硬度来表示,例如HV10。
是评价钢种焊接性的重要指标之一,比碳当量更为准确。
采用焊接热影响区最高硬度作为一个因子来评价金属焊接性(包括冷裂纹敏感性),不仅反映钢钟化学成分的作用,还反映了焊接工艺参数影响下形成的不同组织形态的作用。
因为硬度与强度有一定的头条,即强度高,对应的硬度也高。
因此焊接热影响区最高硬度也反映了焊接热影响区的强度,而焊接热影响区的强度超高,会导致其塑性降低,从而易形成裂纹或裂纹易于扩展。
另外,不同的组织形态的硬度值也不一样,在钢中,高碳马氏体(孪晶马氏体)的硬度值最高,且高碳马氏体的塑性、韧性最差,所以焊接热影响区最高硬度也可以间接反映接头的性能。
焊接热影响区的最高硬度值的数值越高,其对就的强度就越高,韧性、塑性就越差。
因些,重要结构中,对焊接热影响区最高硬度有一定的限制,并作为评价指标之一。
钢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氏体、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。
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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氏体、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方法。
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,一般不需要预热和严格控制焊接热输入,从脆硬倾向上,Q345钢连续冷却时,珠光体转变右移,使快冷下的铁素体析出,剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体,而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向,Q345刚含碳量低含锰高,具有良好的抗热裂性能,在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。
被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化,韧性明显降低,Q345钢经过600℃×1h退火处理,韧性大幅提高,热应变脆化倾向明显减小。
;焊接材料:对焊条电弧焊焊条的选择:E5系列。
埋弧焊:焊剂SJ501,焊丝H08A/H08MnA.电渣焊:焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。
CO2气体保护焊:H08系列和YJ5系列。
预热温度:100~150℃。
焊后热处理:电弧焊一般不进行或600~650℃回火。
电渣焊900~930℃正火,600~650℃回火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。
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。
由于一般不进行焊后热处理,要求焊缝金属在焊态下应接近母材的力学性能。
中碳调质钢,根据焊缝受力条件,性能要求及焊后热处理情况进行选择焊接材料,对于焊后需要进行处理的构件,焊缝金属的化学成分应与基体金属相近。
比较Q345、T-1钢、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、热裂和消除应裂纹的倾向. 答:1、冷裂纹的倾向:Q345为热扎钢其碳含量与碳当量较底,淬硬倾向不大,因此冷裂纹敏感倾向较底。
T-1钢为低碳调质钢,加入了多种提高淬透性的合金元素,保证强度、韧性好的低碳自回火M和部分下B的混合组织减缓冷裂倾向,2.25Cr-1Mo为珠光体耐热钢,其中Cr、Mo能显著提高淬硬性,控制Cr、Mo的含量能减缓冷裂倾向,2.25-1Mo冷裂倾向相对敏感。
30CrMnSiA为中碳调质钢,其母材含量相对高,淬硬性大,由于M中C含量高,有很大的过饱和度,点阵畸变更严重,因而冷裂倾向更大。
2、热裂倾向Q345含碳相对低,而Mn含量高,钢的Wmn/Ws能达到要求,具有较好的抗热裂性能,热裂倾向较小。
T-1钢含C低但含Mn较高且S、P的控制严格因此热裂倾小。
30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高,焊缝凝固结晶时,固-液相温度区间大,结晶偏析严重,焊接时易产生洁净裂纹,热裂倾向较大。
3、消除应力裂纹倾向:钢中Cr、Mo元素及含量对SR产生影响大,Q345钢中不含Cr、Mo,因此SR倾向小。
T-1钢令Cr、Mo但含量都小于1%,对于SR 有一定的敏感性;SR倾向峡谷年队较大,2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相对都较高,SR倾向较大。
珠光体耐热钢的焊接性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:珠光体耐热钢和低碳调质钢都存在冷裂纹,热影响区硬化脆化以及热处理或高温长期使用中的再热裂纹,但是低碳调质钢中对于高镍低锰类型的刚有一定的热裂纹倾向,而珠光体耐热钢当材料选择不当时才可能常产生热裂纹。
珠光体耐热钢在选择材料上不仅有一定的强度还要考虑接头在高温下使用的原则,特别还要注意焊接材料的干燥性,因为珠光体耐热钢是在高温下使用有一定的强度要求。
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:焊缝中的含碳量易形成脆硬的淬火组织,降低焊缝的韧性,提高冷裂纹敏感性。
碳容易和晶界附近的Cr结合形成Cr的碳化物Cr23C6,并在晶界析出,造成“贫Cr”现象,从而造成晶间腐蚀。
选择含碳量低的焊条和母材,在焊条中加入Ti,Zr,Nb,V等强碳化物形成元素来降低和控制含氟中的含碳量。
为什么18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有一定数量的铁素体组织?通过什么途径控制焊缝中的铁素体含量?答:焊缝中的δ相可打乱单一γ相柱状晶的方向性,不致形成连续,另外δ相富碳Cr,又良好的供Cr条件,可减少γ晶粒形成贫Cr层,故常希望焊缝中有4%~12%的δ相。
通过控制铁素体化元素的含量,或控制Creq/Nieq的值,来控制焊缝中的铁素体含量。
18-8型不锈钢焊接接头区域在那些部位可能产生晶间腐蚀,是由于什么原因造成?如何防止?答:18-8型焊接接头有三个部位能出现腐蚀现象:{1}焊缝区晶间腐蚀。
产生原因根据贫铬理论,碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6,并在在晶界析出,导致γ晶粒外层的含Cr量降低,形成贫Cr层,使得电极电位下降,当在腐蚀介质作用下,贫Cr层成为阴极,遭受电化学腐蚀;{2}热影响区敏化区晶间腐蚀。
是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物,形成贫Cr层,造成晶间腐蚀;{3}融合区晶间腐蚀{刀状腐蚀}。
只发生在焊Nb或Ti的18-8型钢的融合区,其实质也是与M23C6沉淀而形成贫Cr有关,高温过热和中温敏化连过程依次作用是其产生的的必要条件。
防止方法:{1}控制焊缝金属化学成分,降低C%,加入稳定化元素Ti、Nb;{2} 控制焊缝的组织形态,形成双向组织{γ+15%δ};{3}控制敏化温度范围的停留时间;{4}焊后热处理:固溶处理,稳定化处理,消除应力处理。
简述奥氏体不锈钢产生热裂纹的原因?在母材和焊缝合金成分一定的条件下,焊接时应采取何种措施防止热裂纹?答:产生原因:{1}奥氏体钢的热导率小,线膨胀系数大,在焊接局部加热和冷却条件下,接头在冷却过程中产生较大的拉应力;{2}奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织,有利于杂质偏析,而促使形成晶间液膜,显然易于促使产生凝固裂纹;{3}奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂,不仅S、P、Sn、Sb之类杂质可形成易溶液膜,一些合金元素因溶解度有限{如Si、Nb},也易形成易溶共晶。
防止方法:{1}严格控制有害杂质元素{S、P—可形成易溶液膜};{2}形成双向组织,以FA模式凝固,无热裂倾向;{3}适当调整合金成分:Ni<15%,适当提高铁素体化元素含量,使焊缝δ%提高,从而提高抗裂性;Ni>15%时,加入Mn、W、V、N和微量Zr、Ta、Re{<0.01%}达到细化焊缝、净化晶界作用,以提高抗裂性;{4}选择合适的焊接工艺。
奥氏体钢焊接时为什么常用“超合金化”焊接材料?答:为提高奥氏体钢的耐点蚀性能,采用较母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。
提高Ni含量,晶轴中Cr、Mo的负偏析显著减少,更有利于提高耐点蚀性能。
从双相不锈钢组织转变的角度出发,分析焊缝中Ni含量为什么比母材高及焊接热循环对焊接接头组织,性能有何影响?答:双相不锈钢的合金以F模式凝固,凝固结束为单相δ组织,随着温度的下降,开始发生δ→γ转变不完全,形成两相组织。
显然,同样成分的焊缝和母材,焊缝中γ相要比母材少得多,导致焊后组织不均匀,韧性、塑性下降。
提高焊缝中Ni含量,可保证焊缝中γ/δ的比例适当,从而保证良好的焊接性。
在焊接加热过程,整个HAZ受到不同峰值温度的作用,最高接近钢的固相线,但只有在加热温度超过原固溶处理温度区间,才会发生明显的组织变化,一般情况下,峰值低于固溶处理的加热区,无显著组织变化,γ/δ值变化不大,超过固溶处理温度的高温区,会发生晶粒长大和γ相数量明显减少,紧邻溶合线的加热区,γ相全部溶于δ相中,成为粗大的等轴δ组织,冷却后转变为奥氏体相,无扎制方向而呈羽毛状,有时具有魏氏组织特征。
为什么Al-Mg及al-li合金焊接时易形成气孔?al及其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焊接时易出现焊接大气孔?答:1)氢是铝合金及铝焊接时产生气孔的主要原因。
2)氢的来源非常广泛,弧柱气氛中的水分,焊接材料以及母材所吸附的水分,焊丝及母材表面氧化膜的吸附水,保护气体的氢和水分等都是氢的来源。
3)氢在铝及其合金中的溶解度在凝点时可从0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差约20倍,这是促使焊缝产生气孔的重要原因之一。
4)铝的导热性很强,熔合区的冷速很大,不利于气泡的浮出,更易促使形成气孔 //防止措施: 1)减少氢的来源,焊前处理十分重要,焊丝及母材表面的氧化膜应彻底清除。
2)控制焊接参数,采用小热输入减少熔池存在时间,控制氢溶入和析出时间3)改变弧柱气氛中的性质//原因:1)纯铝对气氛中水分最为敏感,而al-mg合金不太敏感,因此纯铝产生气孔的倾向要大2)氧化膜不致密,吸水强的铝合金al-mg 比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向,因此纯铝的气孔分数小,而al-mg合金出现集中大气孔3)Al-mg 合金比纯铝更易形成疏松而吸水强的厚氧化膜,而氧化膜中水分因受热而分解出氢,并在氧化膜上冒出气泡,由于气泡是附着在残留氧化膜上,不易脱离浮出,且因气泡是在熔化早期形成有条件长大,所以常造成集中大的气孔。
因此al-mg合金更易形成集中的大气孔。
分析高强度铝合金焊接接头性能低于母材的原因及防止措施,焊后热处理对焊接接头性能有什么影响?什么情况下对焊接接头进行焊后热处理?原因:1)晶粒粗化,降低塑性,晶界液化产生显微裂纹 2)非时效强化铝合金haz软化,主要发生在焊前经冷作硬化的合金上,经冷作硬化的铝合金,haz峰值温度超过再结晶温度(200-300)区域就产生明显软化 3)时效强化铝合金haz软化,由于第二相脱溶析出聚集长大发生过时效软化//防止措施:1)采用小的焊接热输入 2)对al-zn-mg合金,焊后经自然时效可逐步恢复或接近母材的水平//热处理对接头性能的影响:1)焊后不热处理接头强度均低于母材,特别是在时效状态下焊接的硬铝,即使焊后人工热处理,接头强度系数也未超过60% 2)al-zn-mg合金强度与焊后自然时效长短有关系,随自然时效的增长,强度可接近母材。