焊接冶金学—材料焊接性课后答案
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
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。
焊接冶金学重点答案
（3）结构因素：主要有焊接结构和焊接接头的设计形式。
1）其影响主要表现在热的传递和力的状态方面；
2）改善措施：减小接头刚度、减少交叉焊缝，避免焊缝过于密集以及减少造成应力集中的各种因素。
（4）焊接结构的使用条件：
焊接结构的工作温度（高温、低温）;
碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用，也没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。因而用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件
2）焊接冷裂纹敏感系数
(1）不仅包括了母材的化学成分，又考虑了熔敷金属含氢量与拘束条件的作用。
(2）根据Pc值可以通过经验公式求出斜y坡口对接裂纹试验条件下，为了防止冷裂纹所需要的最低预热温度To(℃):
（二）间接推算类：碳当量法、冷裂纹敏感指数Pc法、HAZ最高硬度法等
（三）使用性能试验类：力学性能试验、耐压试验等
3-2:选择或制定焊接性试验方法的原则:１)针对性与可比性原则：焊接性试验的条件要尽量与实际焊接时的条件相一致２)可靠性原则：焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好的再现性３)注意试验方法的经济性原则
To=1440 Pc-392()通常的讲就是对冷裂纹发生可能的敏感程度或指标。一般和碳当量同步的，其值越高，裂纹倾向就越大，一般碳当量公式计算结果大于等于0.45 即有冷裂纹的倾向。此外表面硬度越高，裂纹倾向也越大。
3、焊接性的试验方法分类？
焊接性试验方法分类：（一）、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
(二)中碳钢调质状态下焊接时的工艺特点
(1)当必须在调质状态下进行焊接时，除了裂纹外，热影响区的主要问题是：高碳马氏体引起的硬化和脆化；高温回火区软化引起的强度降低。
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（﹪）。
焊接冶金学习题及答案
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。
焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案 模块八
模块八8-1答：奥氏体不锈钢中含镍8%~25%，在焊接的时候，焊接接头容易出现应力开裂和热裂纹，为了保证焊接接头的质量，需要选择正确的工艺方法，焊接工艺要点如下：正确选择焊接材料，选择焊接材料的原则是焊缝金属的合金成分与母材成分基本相同，并降低焊缝中碳、磷和硫等杂质的含量；选择合理的焊接方法，奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，可以采用焊条电弧焊，埋弧焊，惰性气体保护焊和等离子焊等焊接方法；焊前的准备，包括下料方法，坡口的加工方法，焊前的清理和表面的防护等；焊接工艺参数，焊接电流，电弧电压，焊接速度，焊丝或焊条的直径等。
焊后表面处理方法，不锈钢焊接以后进行表面处理，以增加其抗腐蚀的能力，处理的方法有表面抛光，酸洗和钝化处理等；焊后检验，焊后除了进行一般的焊接缺陷检验以外，还要进行耐腐蚀性试验。
8-2答：（1）焊接性分析奥氏体不锈钢焊接的主要问题是焊接接头晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、焊接接头热裂纹和焊接接头的力学性能，晶间腐蚀是奥氏体不锈钢板一种危险的破坏形式，通过调整焊缝金属组织，同样可以改善焊缝金属抗晶间腐蚀的能力。
应力腐蚀发生在有应力作用的条件下，奥氏体不锈钢的热物理性能导热性差，线胀系数大，在相同的条件下，焊接残余应力较大，为防止产生应力腐蚀开裂，合理调整焊缝成分。
奥氏体不锈钢焊接时，焊缝和近缝区均可产生热裂纹，这是因为奥氏体钢的物理性能有其独特之处。
为了防止热裂纹，通常采用同材质的焊缝金属，应尽量选择含杂质较低的焊接材料，选择母材时也是如此，为提高镍含量大于15%的奥氏体钢的抗裂性，可采用奥氏体加一次碳化物或奥氏体加硼化物的双相组织，这样不会损坏焊接接头的高温性能。
若在高温环境中，作为热强钢或在低温下工作时，就应该注意低温脆化和高温脆化问题。
（2）焊接工艺特点奥氏体不锈钢的焊接，除一般结构钢的焊接工艺特点之外，还有其独特之处。
1）由于奥氏体不锈钢热导率小，线胀系数大，自由状态焊接时易产生较大的焊接变形。
焊接冶金学习题答案汇总
第一章焊接化学冶金1、什么是焊接化学冶金它的主要研究内容和学习的目的是什么答：焊接化学冶金指在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下的相互作用反应。
它主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。
研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。
2、调控焊缝化学成分有哪两种手段它们怎样影响焊缝化学成分答：调控焊缝化学成分的两种手段：1）、对熔化金属进行冶金处理；2）、改变熔合比。
怎样影响焊缝化学成分：1）、对熔化金属进行冶金处理，也就是说，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊接成分；2）、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比，改变熔合比可以改变焊缝金属的化学成分。
3、焊接区内气体的主要来源是什么它们是怎样产生的答：焊接区内气体的主要来源是焊接材料，同时还有热源周围的空气，焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等，在焊接时也会析出气体。
产生：①、直接输送和侵入焊接区内的气体。
②、有机物的分解和燃烧。
③、碳酸盐和高价氧化物的分解。
④、材料的蒸发。
⑤、气体（包括简单气体和复杂气体）的分解。
4、氮对焊缝质量有哪些影响控制焊缝含氮量的主要措施是什么答：氮对焊接质量的影响：a在碳钢焊缝中氮是有害的杂质，是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。
b氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素。
c氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。
控制焊缝含氮量的主要措施：a、控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用；b、在药皮中加入造气剂（如碳酸盐、有机物等），形成气渣联合保护，可使焊缝含氮量下降到%以下；c、采用短弧焊（即减小电弧电压）、增大焊接电流、采用直流反接均可降低焊缝含氮量；d、增加焊丝或药皮中的含碳量，可降低焊缝中的含氮量。
5、综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响答：（1）焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响：手工电弧焊时，增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加；增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。
焊接冶金学习题及答案
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面，非自发晶核就依附在这个表面上，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：熔滴的表面积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出现较大的拉伸应力，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定温度下服役的过程中，在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措施是什么？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面上出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。
材料焊接性课后答案【最新】
答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降。焊接工艺特点：①要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一“自回火”作用，以防止冷裂纹的产生；②要求在800~500℃之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。
6.低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢，他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳钢在调质状态下焊接可以保证焊接质量，而中碳调质钢一般要求焊后热处理？
答：低碳调质钢：在循环作用下，t8/5继续增加时，低碳钢调质钢发生脆化，原因是奥氏体粗化和上贝氏体与M-A组元的形成。中碳调质钢：由于含碳高合金元素也多，有相当大淬硬倾向，马氏体转变温度低，无自回火过程，因而在焊接热影响区易产生大量M组织大致脆化。低碳调质钢一般才用中、低热量对母材的作用而中碳钢打热量输入焊接在焊后进行及时的热处理能获得最佳性能焊接接头。
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。
焊接冶金学-材料的焊接性1
答：钢属于热轧钢，其碳当量小于，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，连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下地铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不急转变为珠光体，而转变为含碳量高地贝氏体和马氏体具有淬硬倾向，含碳量低含锰高，具有良好地抗热裂性能，在中加入、达到沉淀强化作用，可以消除焊接接头中地应力.被加热到℃以上地热影响区过热区可能产生脆化，韧性明显降低，经过℃×退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化明显减小.焊接材料：对焊条电弧焊地选择系列.埋弧焊：焊剂，焊丝.电渣焊：焊剂、,焊丝.焊：系列和系列.预热温度：℃.焊后热处理：电弧焊一般不进行或℃回火，电渣焊℃正火，℃回火.、型不锈钢焊接接头区域在哪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：型焊接接头有三个部位能出现腐蚀现象：（）焊缝晶间腐蚀.产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近地形成，并在晶界析出，导致晶粒外层地含量降低，形成贫铬层，使得电极电位下降，当在腐蚀介质作用下，贫铬层为阴极，遭受电化学腐蚀；（）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地碳化物，形成贫铬层，造成晶间腐蚀；（）融合区晶间腐蚀（刀状腐蚀）：只发生在焊或地型钢地融合区，其实质也是与沉淀而形成贫铬有关，高温过热和中温敏化连接过程依次作用是产生地必要条件.防止方法：（）控制焊缝金属化学成分，降低，加入稳定元素、；（）控制焊缝地组织形态，形成双向组织；（）控制敏化温度范围地停留时间；（）焊后热处理：固溶处理，稳定化处理，消除应力处理.资料个人收集整理，勿做商业用途、简述奥氏体不锈钢产热裂纹地原因？在母材和焊缝合金成分一定地条件下，焊接时应采取何种措施防止热裂纹？答：产生原因：（）奥氏体钢热导率小，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地拉应力；（）奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强地柱状晶地焊缝组织，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；（）奥氏体钢及焊缝地合金组成较复杂，不仅、、、之类杂质可以形成易容液膜，一些合金元素因溶解度有限，也易形成易溶共晶.防止方法：（）严格控制有害杂质元素；（）形成双向组织，以模式凝固，无裂纹倾向；（）适当调整合金成分.<，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；>时，加入、、、和微量、、达到细化焊缝、净化晶界作用，以提高抗裂性；（）选择适合地焊接工艺.资料个人收集整理，勿做商业用途、为什么合金焊接时易形成气孔？及其合金焊接时产生气孔地原因？如何防止？为什么纯吕焊接易出现分散气孔？答：）氢是铝及合金焊接时产生气孔地主要原因.）氢来源很广，弧柱气氛中地水分，焊接材料以及母材所吸附地水分，焊丝及母材表面氧化膜地吸附水，保护气体地氢和水分等都是氢地来源.）氢在铝及合金中地溶解度在凝点时可以从突降至相差约倍，这是促使焊缝产生气孔地重要原因之一.）铝地导热性很强，熔合区地冷速很大，不利于气泡，更易促使气孔.防止措施：）减少氢来源，焊前处理十分重要，焊丝及母材表面地氧化膜应彻底清除.）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，）改变弧柱气氛中地性质.原因：）纯铝对气氛中水分最为敏感，而铝镁合金太不敏感，因纯吕产生气孔倾向大；）氧化膜不致密，吸水性强地铝镁比氧化膜致密地纯铝具有更大地气孔倾向，因此纯铝地气孔分数小，而铝镁合金出现集中气孔；）铝镁合金比纯铝更易形成疏松而吸水强地厚氧化膜，而氧化膜中水分因受热而分解出氢，并在氧化膜上产生气泡，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条件长大，所以常造成集中大地气孔.因此铝镁合金更易形成集中地大气孔.资料个人收集整理，勿做商业用途、说明铸铁异质焊缝焊条电弧冷焊工艺要点“短段断续分散焊，较小电流熔深浅，每段锤击消应力，退火焊道前段软.”地具体内容？资料个人收集整理，勿做商业用途答：使用异质焊接材料进行铸铁电弧冷焊时，在保证焊缝金属成分及与母材熔合良好地条件下，尽量用小规格焊条和小规范施焊，并采用短弧焊、短段焊、断续焊、分散焊及焊后立即锤击焊缝地工艺措施，其目地是降低焊接应力，减小半熔化区和热影响区宽度，改善接头地加工性及防止裂纹产生.）采用较低地电弧电压和较快地焊接速度进行焊接；）为了避免焊补处温度过高、应力增大，可采用断续焊；）待焊接区域冷却至°再焊接下一段；）每焊完一段，趁焊缝金属高温塑性良好时，立即锤击焊缝，使之产生明显地塑性变形，消除伴随冷却收缩而增大地热应力.资料个人收集整理，勿做商业用途、珠光体和奥氏体异种钢焊接中地问题及防止措施？答：）焊缝中易出现脆性地马氏体组织，通过选择焊接地合金成分可以避免马氏体组织地产生.）为防止熔合区马氏体脆性层，在珠光体钢一侧坡口上堆焊一层过渡层，避免在奥氏体上堆焊一层碳钢或者低合金钢地隔离层，因这样将导致形成脆硬地马氏体组织；）为了防止异种钢熔合区附近碳迁移扩散，可用含碳化物形成元素地珠光体作过渡段，或用含、、地焊条在珠光体坡上堆焊一隔离层，在利用奥氏体焊条堆焊第二隔离层，以防止或减小碳迁移扩散层，使接头大为改善；）若珠光体淬硬倾向大，为了防止冷裂纹，焊前应进行预热，预热温度比单独焊接同类珠光体钢时要低.由于珠光体与奥氏体线膨胀系数不同，焊后在接头处产生很大地残余应力，可通过适当地合金系和焊接次序减小作用于接头处地应力，一般不进行退火.资料个人收集整理，勿做商业用途、铝及合金地焊接工艺与“愈合作用”？答：）铝及其合金焊接时，常见地热裂纹主要是焊缝凝固裂纹和近缝区液化裂纹.裂纹倾向大地原因：线膨胀系数大；存在大地两相区；杂质地存在；形成低熔点薄膜；易熔共晶地存在.）对于裂纹，主要是通过合理确定焊缝地成分，并配合适当地焊接工艺来进行控制，都是使主要合金元素含量超过，以便能产生愈合作用，固可形成较多地易容共晶流动性好，具有很好地愈合作用，很高地抗裂性能.）防止焊接裂纹地途径：（）控制调节冶金因素；原则：细化晶粒，减小区，改变液态薄膜地形状和大小；方法：选用裂纹倾向小地母材，选用合理地焊丝改善焊缝组织，治愈热裂纹.（）控制及调节力学因素；原则：减小拉应力，改善应力应变辅助热场、力场；脉冲焊，辅助磁场焊接方法；减小接头刚性，反变形法，减小应力集中.资料个人收集整理，勿做商业用途、铝及合金焊缝地气孔？答：氢是铝及其合金焊缝时产生地主要原因，地来源是弧柱气氛中地水分，焊接材料以及母材所吸附地水分，其中焊丝及母材表面氧化膜地吸附水分对焊缝气孔地产生有重要影响.）弧柱气氛中水分地影响，这时所形成地气孔具有白亮内壁地特征.）氧化膜中水分地影响：合金气焊或焊慢焊条件，母材表面氧化膜也会在近缝区引起“气孔”，这种气孔以表面密集地小颗粒状地“鼓包”形式呈现出来，也被认为是“皮下气孔”.在凝固点以上形成粗大孤立地“皮下气孔”在凝固点时，沿结晶地层状线均布地小气孔，即“结晶层气孔”.防止焊缝气孔途径：（）减少氢来源：对焊丝及母材表面地氧化膜采用化学方法或机械方法彻底除；（）控制焊接参数：对焊，弧柱气氛中氢地影响，主要是防止工件表面产生氧化膜，都应用大大.对：焊丝是主要威胁，故希望焊接线能量大，适当增大，但主要靠减小电压.资料个人收集整理，勿做商业用途、低碳调质钢地焊接工艺？答：注意地两个问题：（）要求马氏体转变时地冷却速度不能太快，使马氏体有“自回火”作用，以防止冷裂纹地产生；（）要求在℃之间地冷却速度大于产生脆性混合组织地临界速度.一）焊接方法基本不受限制；二）焊接材料地选择：由于低碳钢焊后一般不再进行热处理，在选择焊接材料时，要求焊缝金属在焊态下应接近母材地力学性能.三）焊接线能量和预热地选择原则：不出现裂纹和脆化.四）焊后热处理：低碳调质钢焊接结构一般是在焊态下使用，正常情况下不进行焊后热处理，除非焊后接头区强度和韧性过低等，为了保证材料地强度性能，焊后热处理温度必须必母材原调质处理地回火低°左右.资料个人收集整理，勿做商业用途、中碳调质钢地焊接工艺要点？答：（）退火或正火态下焊接时地工艺特点：选择材料地要求是产生冷、热裂纹，要求焊缝金属与母材在同一热处理工艺下调质处理，能获得相同性能地焊接接头.焊接方法地限制.在焊后调质地情况下，焊接参数地确定主要是保证在调质处理之前不出现裂纹，接头性质有焊后处理来保证：可采用很高地预热温度℃和层间温度；焊后来不及立即调质处理时，须在焊后及时进行一次中间热处理采用局部预热时，预热地温度范围离焊缝两侧应不小于.焊后若不能及时调质处理应进行℃回火处理；为了防止冷裂，焊后须立即将工件入炉加热到℃或℃回火，然后按规定进行调质处理.（）调质状态下焊接时地工艺特点：焊接材料可选用塑性好地奥氏体焊条；应采用热量集中，能量密度大地方法越有利，应采用尽可能小地焊接热输入；为清除热影响区地淬硬组织和防止延迟裂纹地产生，必须适当处理预热，层间温度控制，中间热处理，并应焊后及时进行回火处理；上述工艺过程地温度控制应比母材淬火后地回火温度低℃.资料个人收集整理，勿做商业用途。
焊接冶金学习题答案汇总
第一章焊接化学冶金1、什么是焊接化学冶金？它的主要研究内容和学习的目的是什么?答：焊接化学冶金指在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下的相互作用反应。
它主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。
研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。
2、调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？答：调控焊缝化学成分的两种手段：1）、对熔化金属进行冶金处理；2）、改变熔合比。
怎样影响焊缝化学成分：1）、对熔化金属进行冶金处理，也就是说，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊接成分；2）、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比，改变熔合比可以改变焊缝金属的化学成分。
3、焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？答：焊接区内气体的主要来源是焊接材料，同时还有热源周围的空气，焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等，在焊接时也会析出气体。
产生：①、直接输送和侵入焊接区内的气体。
②、有机物的分解和燃烧。
③、碳酸盐和高价氧化物的分解。
④、材料的蒸发。
⑤、气体（包括简单气体和复杂气体）的分解。
4、氮对焊缝质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？答：氮对焊接质量的影响：a在碳钢焊缝中氮是有害的杂质，是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。
b氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素。
c氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。
控制焊缝含氮量的主要措施：a、控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用；b、在药皮中加入造气剂（如碳酸盐、有机物等），形成气渣联合保护，可使焊缝含氮量下降到0.02%以下；c、采用短弧焊（即减小电弧电压）、增大焊接电流、采用直流反接均可降低焊缝含氮量；d、增加焊丝或药皮中的含碳量，可降低焊缝中的含氮量。
5、综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响？答：（1）焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响：手工电弧焊时，增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加；增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。
焊接冶金学重点答案
3、焊接性的试验方法分类？
焊接性试验方法分类：（一）、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）磁偏吹现象：1）9﹪Ni钢属强磁性材料，所以有磁偏吹现象。2）防止措施是避免接触强磁场、退磁、检测残留磁场，使其低于50A／m；也可选用适于交流焊接的镍基合金焊条。
（3）热裂纹1）当采用镍基焊接材料时，焊缝金属容易产生热裂纹，尤其是弧坑裂纹。因此，应选用抗裂性能好，线胀系数与母材相近的焊接材料。2）在工艺上采取一些措施，如收弧时注意填满弧坑等。3）含Ni钢有回火脆性，需要注意控制焊后回火温度及冷却速度。
1、影响焊接性的因素。
（1）材料因素：母材和焊接材料
1）在相同焊接条件下，决定母材焊接性的主要因素是它本身的物理化学性能，其中化学成分是主要影响因素，它能决定HAZ的淬硬倾向、脆化倾向和产生裂纹的敏感性。
2）焊接材料直接参与焊接过程中的一系列化学冶金反应，决定着焊缝金属的成分、组织、性能及缺陷的形成。
(8)从经济性和方便性考虑，目前在焊接这类钢时，焊条电弧焊还是用得最为普遍。
(9)从防止冷裂纹的要求出发，经常采用纯硬区的淬硬组织和防止延迟裂纹产生，必须适当采用预热，层间温度控制，中间热处理，并焊后及时进行回火处理，若为减少热影响的软化，应采用热量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接热输入越小越好。在退火状态下焊接：常用焊接方法均可，选择材料时，焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致，主要合金也要与母材一致，在焊后调质的情况下，可采用很高的预热温度和层间温度以保证调质前不出现裂纹。
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第三章：合金结构焊接热影响区（ HAZ最高硬度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 C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。
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 C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600CX 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H08MnMo A CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。
预热温度：100〜150C。
焊后热处理：电弧焊一般不进行或600〜650 C回火。
电渣焊 900〜930 C正火，600〜650 C回火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。
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。
5. 分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如（14MnMoNiB HQ70 HQ80）的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。
（P81）答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降。
焊接工艺特点：①要求马氏体转变时的冷却速度不能太快，使马氏体有一自回火”作用，以防止冷裂纹的产生；② 要求在800~500C之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界速度。
此外，焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术 ; 典型的低碳调质钢在 Wc> 0.18 %时不应提高冷速，Wc< 0.18 %时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于481KJ/cm；当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800〜500C的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括层间温度，因此有最低预热温度。
通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。
6. 低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢，他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳钢在调质状态下焊接可以保证焊接质量，而中碳调质钢一般要求焊后热处理？答：低碳调质钢：在循环作用下， t8/5 继续增加时，低碳钢调质钢发生脆化，原因是奥氏体粗化和上贝氏体与M-A组元的形成。
中碳调质钢：由于含碳高合金元素也多，有相当大淬硬倾向，马氏体转变温度低，无自回火过程，因而在焊接热影响区易产生大量M组织大致脆化。
低碳调质钢一般才用中、低热量对母材的作用而中碳钢打热量输入焊接在焊后进行及时的热处理能获得最佳性能焊接接头。
7. 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/W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。
8. 同一牌号的中碳调质钢分别在调质状态和退火状态进行焊接时焊接工艺有什么差别？为什么中碳调质钢一般不在退火的状态下进行焊接？答：在调质状态下焊接，若为消除热影响区的淬硬区的淬硬组织和防止延迟裂纹产生，必须适当采用预热，层间温度控制，中间热处理，并焊后及时进行回火处理，若为减少热影响的软化，应采用热量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接热输入越小越好。
在退火状态下焊接：常用焊接方法均可，选择材料时，焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致，主要合金也要与母材一致，在焊后调质的情况下，可采用很高的预热温度和层间温度以保证调质前不出现裂纹。
因为中碳调质钢淬透性、淬硬性大，在退火状态下焊接处理不当易产生延迟裂纹，一般要进行复杂的焊接工艺，采取预热、后热、回火及焊后热处理等辅助工艺才能保证接头使用性能。
9 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？ why？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。
10低温钢用于-40 度和常温下使用时在焊接工艺和材料上选择是否有所差别？why？答：低温钢为了保证焊接接头的低温脆化及热裂纹产生要求材料含杂质元素少，选择合适的焊材控制焊缝成分和组织形成细小的针状铁素体和少量合金碳化物，可保证低温下有一定的AK要求。
对其低温下的焊接工艺选择采用SMAW时用小的线能量焊接防止热影响区过热，产生WF和粗大M,采用快速多道焊减少焊道过热。
采用SAW寸，可用振动电弧焊法防止生成柱状晶。
第四章不锈钢及耐热钢的焊接1. 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。
2. 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S相可打乱单一Y相柱状晶的方向性，不致形成连续，另外$相富碳Cr，又良好的供Cr条件，可减少丫晶粒形成贫 Cr层，故常希望焊缝中有 4%〜128的S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。
3. 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，导致丫晶粒外层的含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｛Y+15%6 ｝ ; ｛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。
4. 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。