复习资料：第2章_材料成形热过程(1).doc

复习资料：第二章材料成形热过程

1、与热处理相比，焊接热过程有哪些特点？

答（1）焊接过程热源集中，局部加热温度高

（2）焊接热过程的瞬时性，加热速度快，高温停留时间短

（3）热源的运动性，加热I乂域不断变化，传热过程不稳定。

2、响焊接温度场的因素有哪些？试举例分别加以说明。

3、何谓焊接热循环？

答：焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上某点的温度随时间的变化过程，即焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到最高值后，又山高而低随时间的变化。

焊接热循环具有加热速度快、峰值温度高、冷却速度大和相变温度以上停留时间不易控制的特点

4、焊接热循环的主要参数有哪些？它们对焊接有何影响？

决定焊接热循环特征的主要参数有以下四个：

（1）加热速度"H焊接热源的集中程度较高，引起焊接时的加热速度增加，较快的加热速度将使相变过程进行的程度不充分，从而影响接头的组织和力学性能°

（2）最高加热温度T nvdX也称为峰值温度。距焊缝远近不同的点，加热的最高温度不同。焊接过程中的高温使焊缝附近的金属发生晶粒长大和重结晶，从而改变母材的组织与性能。

（3）相变温度以上的停留时间/H在相变温度T H以上停留时间越长，越有利于奥氏体的均匀化过程，增加奥氏体的稳定性，但同时易使晶粒长大，引起接头脆化现象，从而降低接头的质量。

（4）冷却速度此（或冷却时间们5）冷却速度是决定焊接热影响区组织和性能的重要参数之一。对低合金钢来说，熔合线附近冷却到540C左右的瞬时冷却速度是最重要的参数。也可采用某一温度范围内的冷却时间来表征冷却的快慢,如800-500°C的冷却时间加5, 800〜300C的冷却时间如，以及从峰值温度冷至100°C的冷却时间，心。

5、焊接热循环中冷却时间r8/s> r8/3> r I00的含义是什么？

6、影响焊接热循环的因索有哪些？试分别予以说明。

7、对于低碳钢薄板，采用钙极氮弧焊较容易实现单面焊双血成形（背血均匀焊透）。采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板或钥板会出现什么后果？为什么？

解：采用同样焊接规范去焊同样厚度的不锈钢板可能会出现烧穿，这是因为不锈钢材料的导热性能比低碳钢差，电弧热无法及时散开的缘故；

相反，采用同样焊接规范去焊同样厚度的铝板可能会出现焊不透，这是因为铝材的导热能力优于低碳钢的缘故。

8、对于板状对接单面焊焊缝，当焊接规范一定时，经常在起弧部位附近存在一定长度的未焊透，分析其产生原因并提出相应工艺解决方案。

解（1）产生原因：在焊接起始端，准稳态的温度场尚未形成，周围焊件的温•度较低，电弧热不足以将焊件熔透，因此会出现一定长度的未焊透。

（2）解决办法：焊接起始段时焊接速度慢一些，对焊件进行充分预热，或焊接电流加大一些，待焊件熔透后再恢复到正常焊接规范。生产中还常在焊件起始端固定一个引弧板，在引孤板上引燃电孤并进行过渡段焊接，之后再转移到焊件上正常焊接。

9、焊接热循环对母材金属近缝区的组织、性能有何影响？

答（1）焊接热循环对母材金属近缝区的组织的影响：

A不易淬火钢的热影响区组织：

在一•般的熔焊条件下，不易淬火钢按照热影响区中不同部位加热的最高温度及组织特征，可分为以下四个区

1）熔合区：焊缝与母材之间的过渡区域。范围很窄，常常只有几个晶粒，具有明显的化学成分不均匀隹

2）过热区（粗晶区）：加热温度在固相线以下到晶粒开始急剧长大温度（约为1100°C左右）范围内的区域叫过热区。山于金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生严重的粗化，冷却后得到粗大的组织，并极易出现脆性的魏氏组织。

3）相变重结晶区（正火区或细晶区）：该区的母材金屈被加热到Ac3至1100C左右温度范围，其中铁素体和珠光体将发生重结晶，全部转变为奥氏体。形成的奥氏体晶粒尺寸小于原铁素体和珠光体，然后在空气中冷却就会得到均匀而细小的珠光体和铁素体，相当于热处理时的正火组织，故亦称正火区。

4）不完全重结晶区：焊接时处于Ao〜A C3之间范围内的热影响区属于不完全里结晶区。因为处于Ac〜Ac3范围内只有一部分组织发生了相变重结晶过程，成为晶粒细小的供素体和珠光体，而另一•部分是始终未能溶入奥氏体的剩余铁素体，山于未经重结晶仍保留粗大晶粒。

B易淬火钢的热影响区那只：

母材焊前是正火状态或退火状态，则焊后热影响区可分为：

1）完全淬火区：焊接时热影响区处于位3以上的区域。在紧靠焊缝相当于低碳钢过热I又的部位，山于晶粒严重粗化，得到粗大的马氏体；相当于正火区的部位得到细小的马氏体。

2）不完全淬火区：母材被加热到Ao〜Ac3温度之间的热影响区。快速加热和冷却过程得到马氏体和铁素体的混合组织；含碳晶和合金元索含量不高或冷却速度较小时，其组织可能为索氏体或珠光体。

母材焊前是调质状态，则焊接热影响区的组织分布除上述两个外,还有一•个回火软化区。在P1火区内组织和性能发生变化的程度决定于焊前调质的火温度：若焊前调质时同火温度为Tt,低于此温度的部位，组织性能不发生变化，高于此温度的部位，组织性能将发生变化，出现软化。若焊前为淬火态，紧靠Acl的部位得到同火索氏体，离焊缝较远的区域得到mi火马氏体。

（2）焊接热循环对母材金属近缝区性能的影响

使IIAZ发生硬化、脆化（粗晶脆化、析出脆化、组织转变脆化、热应变时效脆化、氢脆以及石墨脆化等）、韧化、软化等。

10、分述低碳钢焊接热影响区各区域的温度区间、组织及性能特点。

答：低碳钢属不易淬火钢,其焊接热影响区可分为熔合区,过热区,相变重结晶区和不完全重结晶区。

1）熔合区：温度在固液相线之间，具有明显的化学成分不均匀性，导致组织、性能不均匀，影响焊接接头的强度、韧性，是焊热影响区性能最差的区域。

2）过热区：温度为从固相线到晶粒急剧生长温度（约iioor）之间。因为存在很大的过热，该区奥氏体严重粗化，冷却后得到粗大组织，并且出现脆性的魏氏组织。因此，塑、韧性很差。

3）相变重结晶区：温度：从晶粒急剧生长温度（1100°C）到AC3o加热过程中，铁素体和珠光体全部发生至结晶转变为细小奥氏体。冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体。组织，成分均匀，塑、韧性极好。类似于正火组织，亦称“正火区”。是热影响区中组织性能最佳的区域。