金属工艺学第四章

第四章焊接

1.焊接方法可分为哪几类？各有什么特点？

①熔焊，压焊，钎焊。

②熔焊：熔焊的加热速度快，加热温度高，适合于各种金属和合金的焊接加工。

压焊：压焊必须对焊件施加压力，适合于金属和非金属材料的加工。

钎焊：钎焊利用液态钎料润湿母材，填充间隙并于母材相互扩散连接焊件，适合于同种以及不同金属或异类材料的焊接加工。

2.焊条有哪几部分组成？各部分的作用是什么？

①由金属焊芯盒表面涂层药皮组成

②焊芯主要起到填充金属和传导电流的作用。药皮的作用：熔化产生的熔渣和气体使电弧空间及熔池与大气隔离；保证焊缝金属的脱氧、脱硫、脱磷，并向焊缝添加必要的合金元素；使焊条具有良好的焊接工艺性。

3.碱性焊条与酸性焊条的性能有何不同？

碱性焊条焊成的焊缝抗裂性及强度好，但是工艺性能和抗气孔性能差。

4.选择焊条的原则？

①考虑被焊材料类别。

②考虑母材的力学性能和化学成分。

③考虑焊件的工作条件和使用情况。

④考虑焊件的结构特点。

⑤考虑施工操作条件。

5.说明E4303、E5015、J422、J503含义？

E4303:碳钢焊条，焊缝抗拉强度不低于430MPa,可全位置焊接，钛铁矿型药皮，直流或交流。

E5015:碳钢焊条，强度不低于500MPa,全位置焊接，纤维素型药皮，直流或交流。

J422:结构钢焊条，不低于420MPa,平焊或平角焊，氧化钛钙焊条，直流或交流。

J503:结构钢焊条，不低于

6.焊接接头部分？影响接头性能的因素？

①焊缝、热影响区和融合区。

②焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊接接头形式。

7.焊接热影响区区域分为?各区域组织和性能？

①过热区、正火区、部分相变区。

②过热区：指最高加热温度在1100℃以上的区域，焊接接头中机械性能最差的区域。

正火区：指最高加热温度从A c3到1100℃之间的区域，机械性能明显改善，是焊接接头在组织和性能最好的区域。

部分相变区：指最高加热温度从A C1到A C3之间的区域，机械性能也较差。

8.焊接应力与变形产生的原因？消除焊接应力的措施？

①焊接过程中对焊件经行不均匀的加热和冷却。

②设计焊接结构：应采用刚性较小的焊接接头形式，尽量减小焊缝数量和焊缝截面尺寸，避免焊缝过于集中。

制造工艺：合理选择焊接顺序和焊接方向，确定焊接顺序应尽量使焊缝能较自由的收缩，先焊接收缩量较大的焊缝；锤击法；预热法；加热“减应区”法；热处理法。

9.焊接变形的基本形式？防止和减小焊接变形的措施？如何矫正焊接变形？

①收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形和波浪变形。

②结构设计：焊缝的位置应尽量对称于结构中性轴，并且在保证结构有足够承载能力的条件下，尽量减少焊缝的长度和数量。

制造工艺：反变形法、刚性固定法、合理选择焊接方法和工艺参数、合理安排焊接顺序、焊前预热和焊后缓冷。

③机械矫正法、火焰矫正法。

10.埋弧自动焊、手工电弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊、.电渣焊概念和特点？

①埋弧自动焊：由机械装置完成电弧引燃，焊条松紧和电弧移动，并且电弧掩埋在焊剂层下燃烧不外露的焊接方法；

特点是生产率高，节省材料；焊接质量好；劳动条件好；适应性较差；设备较复杂；

②手工电弧焊：特点是操作方便灵活；设备简单；适应于各种接头形式；焊缝的

长度与形状不受限制。

③氩弧焊：氩弧焊是采用氩气作为保护气体的气体保护焊方法。

特点是适合于易氧化的非铁合金焊接，并获得质量高成型美观的焊缝；焊接过程容易控制，焊接变形小；便于操作，可进行全位置焊接；焊接成本高。

④CO2气体保护焊：是以活性气体（CO2)作为保护气体的气体保护焊方法。

特点是成本较低；焊接生产率高；焊件变形小，焊接质量比较好；全位置焊接，易于实现自动化；焊缝处易氧化、烧损，而且飞溅大。

⑤电渣焊：电渣焊是利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热熔化母材与电极实现焊接的一种方法。

特点是生产率高，节省材料与工时，焊接成本低；焊缝质量好，金属比较纯净；焊后要进行正火处理。

11.电阻焊？分类？特点？应用范围？

①电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及临近区域产生电阻热进行焊接的方法。

②点焊、缝焊和对焊。

③④P111

12.钎焊与熔焊的区别？钎焊的特点与应用范围？

①（不确定）钎焊采用比母材熔点低的金属材料作钎料，加热到高于钎料熔点低于母材熔点的温度，用液态钎料湿润母材，连接工件；而熔焊是将母材与填充金属同时加热到熔化，连接工件。

②焊接温度低，焊件的组织和机械性能变化很小，应力和变形也很小，容易保证焊接精度；可焊接不同材料、厚度、尺寸的工件；生产率较高；接头美观，设备简单，生产投入少；接头强度较低，承载能力有限，耐热能力较差。

③主要应用于电子技术、仪器仪表、航空航天技术及原子能领域。

13.金属的焊接性？钢材的焊接性取决因素？如何评价钢材的焊接性？

①指金属材料对焊接加工的适应性，主要指在一定的工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度，包含接合性能和使用性能。

②金属材料的化学成分、焊件厚度、焊接方法及加工条件。

③间接评估法：碳当量法：公式在P114最下。直接试验法。

14.焊接铝及铝合金、铜及铜合金，容易产生什么问题？

①极易氧化；易产生变形和裂纹；耗能大；容易产生气孔；力学性能和耐蚀性降低；

易产生烧穿。

②难于熔合；易产生变形；易产生裂纹；易形成气孔。

15.焊接结构设计需要考虑的内容？

①焊件的使用性能②结构的材料③使用的焊接方法④选用的接头形式⑤加工工艺性能

16.车床导轨面裂纹，要求焊补层与基体性能相同，哪种焊接方法和材料？（不确定）

采用热焊法，采用气焊，并采用硅的质量分数高的铸铁焊条

17.变速箱箱体加工前,箱体内部局部厚度不够，要求修补后厚度达到要求，哪种焊接

方法和材料？（不确定）

采用热焊法，焊条电弧焊，并采用铸铁作焊芯的铸铁焊条或钢芯石墨化铸铁焊条

18.焊缝布置应考虑哪些原则？为什么？

①尽量使焊缝位于平焊位置，因为平焊操作最方便，易于保证焊缝质量。

②焊缝位置应便于完成焊接操作，焊缝布置时应考虑给焊接操作留有足够的空间，以

满足焊接的需要。

③焊接应避开应力最大和应力集中位置，因为焊接过程中难免出现焊接缺陷，从而使

承载能力下降，所以为了增加安全系数，在以上位置不应布置焊缝。

④焊缝应尽量分散布置，避免密集和交叉，因为密集交叉的焊缝会造成金属过热，焊

件热影响区增大，组织恶化，接头性能严重下降，同时使焊接应力提高力学性能下降，甚至产生裂纹。

⑤焊缝布置应尽量对称，因为对称布置的焊缝可使各条焊缝产生的焊接变形相互约束，抵消。

⑥焊缝布置应避开机械加工表面，因为焊接后的加工表面可能会造成加工困难或是无

法保证要求的精度，并为了使已加工表面的加工精度不受影响，焊缝布置应避开机械

加工表面。

⑦应尽量减少焊缝的数量、长度和截面，因为这可以减少焊接中的加热过程，减少焊

接残余应力和变形，减小接头性能下降的程度，降低焊接材料的成本。

⑧焊缝转角处应平滑过渡，因为焊缝转角处容易产生应力集中，尖角处应力集中更为

严重。

⑨焊缝布置应照顾其他工序的方便和安全。