焊接冶金总复习 (汽院11级复习资料)
焊接冶金学复习资料.doc
概念题1、焊接：焊接焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。
2、焊接热循环：在焊接过程中热源沿焊件移动，在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化的过程。
3、联生结晶：在焊接过程中，焊缝区在冷却过程中以熔合线上局部半熔化的晶粒为核心向内生长，生长方向为散热最快方向，最终成长为柱状晶粒。
晶粒前沿伸展到焊缝中心，呈柱状铸态组织，此种结晶方式称为联生结晶。
4、扩散氢:在钢焊缝中，氢大部分是以氢原子或离子的形式存在的，它们与焊缝金属形成间3隙固溶体。
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，故称之为扩散氢。
5、焊接线能量：焊接时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量，又称为焊接线能量6、再热裂纹：焊后焊件在一定温度范围内再次加热（消除应力热处理或其它加热过程）而产生的裂纹称为再热裂纹。
7、应力腐蚀裂纹：焊接结构一般都存在不同程度的残余应力，在腐蚀介质条件下工作极易产生应力腐蚀裂纹。
8、熔合比：指熔焊时，被熔化的母材在焊道金属中所占的百分比9、药皮重量系数：单位长度上药皮与焊芯的质量比10、焊条熔敷系数：真正反映焊接生产率的指标。
g/（A*H）在熔焊过程中，单位电流，单位时间内，焊芯熔敷在焊件上的金属量11、焊接拘束度：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12、碱度：离子理论把液态熔渣中自由氧离子的浓度13、长渣：在高温时，熔渣的粘度都很小。
但有的渣随着温度的降低迅速凝固，即凝固的温度区间较窄，这种焊接熔渣称为短渣；而凝固缓慢、凝固温度区间较宽的熔渣称为长渣。
14、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。
15、焊接热影响区：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16、熔滴的比表面积：熔滴的表面积与其质量之比17、残余扩散氢：由于氢原子和离子半径很小，有一部分氢扩散聚集到陷阱中，结合为氢分子因其半径大，不能自由扩散，故称之为残余氢。
焊接冶金重点
名词解释1.焊接：被焊工件的材质材质同种或异种，通过加热或加压（或两者共用），使用填充或不填充材料，使工件的材质达到原子间的结合，而形成永久性接头的连接工艺。
2.热扩散率：指温度传播的速度。
3.熔池：母材上由熔化的焊接金属和局部熔化的母材所组成具有一定几何形状的液体。
4.熔合比：局部熔化的母材所占焊缝金属的比例。
5.合金过渡：指通过焊接材料使所需的合金元素过渡到焊缝金属的过程。
6.合金过渡系数：过渡到熔敷合金元素所占原始合金元素的比例。
7.熔合区：母材和焊缝的交界区。
8.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明显发生组织和性能的变化区域，称为焊接热影响区。
9.焊接热循环：在焊接热源移动过程中，焊件某点的温度变化。
10.ｔ８/５：对于一般碳钢或者低合金钢，由８００度冷却到５００度所需的时间。
11.ｔ８／３；对于冷硬倾向比较大的钢，由８００度冷却到３００度所需的时间。
12.ｔ１００：由峰值温度冷却到１００度所需的时间。
13.碳当量：把合金元素的对淬硬性的影响折合成碳的相对含量。
14.焊接热影响区的脆化类型：粗晶脆化、遗传催化、热应变时效脆化、析出脆化。
粗晶脆化：焊接过程中由于受热影响程度不同，靠近熔合线附近的过热区会出现严重的晶粒长大。
遗传脆化：在多层焊时，若第一焊道的粗晶区位于第二焊道的正火区，按一般规律粗晶的组织将达到细化，而在某些钢种中，仍保留粗晶组织，这种现象称遗传脆化。
ｍ－ａ脆化：在焊接热影响区中，高碳奥氏体被先析出的铁素体包围，随着温度的降低高碳奥氏体分解为高碳马氏体和残余奥氏体，称为ｍ－ａ组元，随着ｍ－ａ组元的增加，脆性转变温度升高，脆性增加称为ｍ－ａ组元的脆化。
析出脆化：在进行时效或者回火过程中，在某些不均与区域，从非稳态固溶体析出碳化物氮化物硫化物，使脆性温度升高，引起脆化。
Haz热应变时效脆化：在进行热加工程序时，引起局部的应变，而产生的催化。
15.多变化裂纹：在形成多变化过程中由于高温低塑性而产生的裂纹。
焊接冶金学期末复习
一、加热区又可分为加热斑点区和活性斑点区；1)活性斑点区活性斑点区是带电质点(电子和离于)集中轰击的部位，并把电能转为热能；2)加热斑点区在加热斑点区焊件受热是通过电弧的辐射和周围介质的对流进行的。
在该区内热量的分布是不均匀的，中心高，边缘低，如同立体高斯锥体.二、焊接温度场：（一）焊接传热的基本形式：在熔焊的条件下，由热源传热给焊件的热量，主要是以辐射和对流为主，而母材和焊条（焊丝）获得热能之后，热的传播则是以热传导为主。
焊接传热过程所研究的内容主要是焊件上的温度分布及其随时间的温度变化何题，因研究焊接温度场，是以热传导为主，适当考虑辐射和对流的作用。
（二）焊接温度场的一般特征：焊接时焊件上各点的温度每一瞬时都在变化，而且是有规律地变化。
焊件上（包括内部）某瞬时的温度分布称为“温度场。
焊接温度场的分布情况可以用等温线或等温面表示。
所谓等温线或等温面，就是把焊件上瞬时温度相同的各点连接在一起，成为一条线或一个面。
各个等温线或等温面彼此之间不能相交，而存在一定的温度差，这个温度差的大小可以用温度梯度来表示。
焊接温度场各点的温度不随时间而变动时，称为稳定温度场；随时间而变动时，称为非稳定温度场。
在绝大多数情况下，焊件上各点的温度是随时间变动的，因此焊接温度场应属非稳定温度场。
恒定热功率的热源固定作用在焊件上时（相当于补焊缺陷的情况），开始一段时间内，温度是非稳定的．但经过一段时间之后便达到了饱和状态，形成了暂时稳定的温度场（即各点的温度不随时间而变），把这种情况称为准稳定温度场。
对于正常焊接条件下的移动热源，经过一定时间之后，焊件上同样会形成准稳定温度场，这时焊件上各点温度虽然随时间而变化，但各点以固定的温度跟随热源一起移动，也就是说，这个温度场与热源以同样的速度跟踪。
如果采用移动坐标系，坐标原点与热源中心重合，则焊件上各点的温度只取决于这个系统的空间坐标，而与热源的移动距离和速度无关。
（三）影响温度场的因素：（l）热源的性质: 一般电弧焊的条件下，25mm 以上的钢板就可以认为是点状热源，而100mm以上的厚钢板电渣焊时却是线状热源。
焊接冶金总复习(汽院11级复习资料)
焊接冶金复习名词解释焊接：通过加热或加压或两者并用，且用或不用填充材料，使被焊工件（同质或异种材质）的材料达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。
比热流:单位时间内通过单位面积传入焊件的热能。
焊接热输入：熔焊时焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。
焊接温度场：焊件上（包括内部）某瞬时温度分布称为“度场”焊条金属的平均熔化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度。
平均熔敷速度：单位时间内真正进入焊缝金属的那部分金属的质量。
损失系数：在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发损失的那部分金属质量与熔化的焊芯质量之比。
熔滴过渡:熔滴在各种力的作用下，通过电弧空间向熔池的转移过程。
熔滴的比表面积：熔滴(假设为球体)表面积Ag与其质量ρVg之比。
熔合比：焊缝金属中局部熔化的母材所占焊缝金属。
合金过渡：把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆焊金属）中去的过程。
熔敷系数：单位时间内单位电流所能熔敷在焊件上的金属重量。
药皮重量系数：单位长度上药皮与焊芯的质量比。
熔渣的碱度: 熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物的比值。
焊接热循环：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，又由高而低随时间的变化的这一过程焊接热影响区：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称为“热影响区”或称“近缝区”。
碳当量（CE or Ceq）：碳当量是反应钢中化学成分对硬化程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬（包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成碳的相当含量。
相：物理、化学性质完全相同、成分相同的均匀物质的聚集态，通称为物态。
组织：化学成分、晶体结构和物理性能相同的组成，其中包括固溶体、金属化合物及纯物质。
酸性焊条：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。
碱性焊条：药皮中含有多量碱性氧化物的焊条。
酸性氧化物：与碱反应生成盐和水的物质。
碱性氧化物：与酸反应生成盐和水的物质。
金属焊接性：金属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。
焊接冶金学复习要点
绪论1.试述焊接钎焊和粘结在本质上的区别被焊工件的材质（同种或异种）通过加热或加压或两者并用，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连接的工艺过程成为焊接。
焊接与其他连接方式不同不仅在宏观上形成了永久性的接头而且在微观上建立了组织的内在联系。
钎焊也能形成不可拆卸的接头但只是钎料融化而母材不熔化，故在连接处一般不易形成共同的晶粒只是钎料与母材之间形成有相互原子渗透的机械组合。
至于粘结是靠粘结剂与母材之间的粘合作用，没有原子的相互渗透或扩散。
2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件当两个被焊的固体金属表面接近到相距ra时就可以在接触表面上进行扩散再结晶等物理化学过程从而形成金属键达到焊接的目的。
外界条件：对被焊接的材质施加压力，对焊接材料加热（局部或整体）3.能实现焊接的能源大致有哪几种焊接的能源主要有热能和机械能热能包括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4.焊接电弧加热区的特点及影响因素热源把热能传给焊件是通过焊件上一定的作用面积进行的，对于电弧焊这个作用面积称为加热区。
加热区分活性斑点区加热斑点区活性斑点区是带电质点（电子或离子）集中轰击的部位并把电能转化为热能；加热斑点区：在加热斑点区焊件受热时通过电弧的辐射和周围介质的对流进行的。
影响因素：焊接方法和焊接工艺参数5.焊接线能量速度对等温线的影响当q=常数时，随焊接速度v的增加等温线的范围变小，即温度场的宽度和长度都变小，但宽度的减小更大些所以温度场的形状变得细长。
当v=常数时，随着热源功率q的增加温度场的范围也随之增大。
如q/v保持定值，等比例改变q与v时，则此时会使等温线有所拉长因而温度场的范围也随之拉长第一章1.什么是焊接化学冶金，它的主要研究内容和学习目的是什么在焊接过程中焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程称为焊接化学冶金过程。
它主要研究在各种焊接工艺条件下冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及其变化规律。
焊接冶金学考点总结
焊接冶金学考点总结第一篇：焊接冶金学考点总结焊接工艺克服阻碍金属表面密切接触的两项措施1对被焊接的材质施加压力2对被焊材料加热（局部或整体）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连接的工艺过程焊接、钎焊、粘焊本质区别1焊接母材与焊接材料均熔化且二者形成共同的晶粒2钎焊只有钎料熔化而母材不熔化在连接处一般不容易形成共共同晶粒只有在母材与鲜钎料之间形成有相互原子渗透的机械结合3粘焊既没有原子的相互渗透而形成共同的晶粒也没有原子间的扩散只是靠粘接剂与木材的粘接作用熔焊热源电弧热、等离子弧热、电子束、激光束、化学热压力焊钎焊热源电阻热、摩擦热、高频感应热焊接加热区分为活性斑点和加热板点区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变化的过程熔滴过渡形式1短路过度2颗粒状过度3附壁过度短路过渡：在短弧焊时焊条端部的熔滴长大到一定尺寸与熔池发生接触形成短路电弧熄灭的现象（同时在各种力的作用下熔滴过渡到熔池中电弧重新引燃）熔滴的过渡形式尺寸和过度频率取决于药皮的成分与厚度、焊芯直径、焊接电流和极性等因素，碱性焊条在较大的焊接电流范围内主要是短路过度和大颗粒状过度，酸性焊条主要是细颗粒状和附壁过度熔滴越细小其比表面积（表面积/质量）越大增大焊接电流或药皮中加入表面活性物质等可使比表面积增大有利于加强冶金反应L（熔池长度）=UI*P(比例系数)熔滴阶段的反应主要是在焊条末端进行的手工电弧焊三反应区药皮熔滴熔池熔滴反应区特点1熔滴温度高2熔滴和气体和熔渣的接触面积大3各项之间的反应时间短4熔滴和熔渣发生强烈的混合熔滴反应区主要物化反应1气体的溶解和分解2金属的蒸发3金属及其合金成分的氧化还原4焊缝金属的合金化（反应时间最短、温度高、接触面积大、有强烈的混合所以冶金反应最激烈，许多反应可达到接近终了的程度，对焊缝成分影响最大）熔合比焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例氮：对焊接质量的影响1促使焊缝产生气孔2是提高低碳低合金钢焊缝强度降低塑性和韧性的元素3促使焊缝金属时效脆化4可作为合金元素进入刚中控制焊缝含氮量措施1坚强焊接区的保护a焊条药皮的保护作用取决于药皮的成分和数量b药芯焊丝的保护效果取决于保护成分含量和形状系数2焊接工艺参数的影响a尽量采用短弧焊（U升高电弧变长熔滴与空气接触时间过长）b增大电流，熔滴过渡频率增大接触时间缩短c焊接速度对焊缝的含氮量影响不大d增大焊丝直径，熔滴变粗e单层焊比多层焊含氮量低（直流正极性焊接时焊缝含氮量比反极性(焊条接正极工件接负极)时高）3利用合金元素控制含氮量a增加焊丝或药皮中的含碳量可降低焊缝含氮量（1碳可降低氮在铁中的溶解度2碳氧化生成CO、CO2加强保护作用降低氮分压3碳的氧化引起熔池的沸腾有利于氮的逸出）b添加Ti、Al、Zr和稀土元素对氮有很大的亲和力，能形成稳定的化合物氢：扩散氢氢原子及氢离子的半径很小可以在焊缝金属晶格中自由扩散残余氢氢扩散到金属的晶格缺陷、显微裂纹或非金属夹杂物边缘的微小空隙中时结合成氢分子，由于分子的半径大而不能自由扩散氢的动态行为金属中的氢含量因扩散的缘故随时间的变化，扩散氢减少残余氢增加而总氢量下降（扩散氢一部分从焊缝逸出一部分变为残余氢）氢对焊接质量的影响1形成气孔（熔池凝固结晶时溶解度突然下降，使氢处于过饱和状态促使发生2H=H2反应生成分子在液态金属中形成气泡，当气泡向外逸出的速度低于熔池的凝固速度时，就在焊缝中形成气孔）2产生冷裂纹焊接接头冷却到较低温度时（对于钢来说在Ms温度以下）时产生的焊接裂纹成冷裂纹3造成氢脆氢在室温附近使钢塑性严重下降现象称为氢脆，是由于原子氢扩散聚集到钢显微空隙中结合为分子氢造成空隙内产生很高的压力阻碍金属塑性变形导致金属变脆4出现白点白点是出现在焊缝金属拉伸或弯曲试件的断面上的一种白色圆形斑点中心含有微细气孔或夹杂物，周围则为银白色的脆化部分，其形状类似于鱼眼珠中的白点它主要是在外力作用下，氢在微小气孔和夹杂物处的集结造成脆化控制氢的措施1限制焊接材料中的含氢量2清除工件及焊丝表面的污垢杂质工件坡口附近以及焊丝表面上的铁锈油污水分等使焊缝増氢的因素3冶金处理a焊条药皮和焊剂中加入氟化物b控制焊接材料的氧化还原势c在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素Y/Te /Se可大幅降低扩散氢的含量4控制焊接工艺参数5焊后脱氢处理（焊后把焊件加热到一定温度促使氢扩散逸出的工艺叫做脱氢处理）熔渣种类：1盐类熔渣主要是由金属氟酸盐氯酸盐和不含氟的化合物组成的属于这个类型的渣系有CaF2-NaF、CaF2-BaCl2-NaF等盐型熔渣的氧化性很小，所以主要应用于焊接铝、钛及其他化学活性金属及其合金2盐-氧化物型熔渣主要有氟化物和强金属氧化物组成的CaF2-CaO-Al2O3等都属于这类熔渣它们主要用于焊接合金钢及合金，因为这类型的熔渣氧化性较小3氧化物型熔渣主要有金属氧化物组成这类熔渣含有较多的弱氧化物，因此氧化性较强主要用于焊接低碳钢和低合金钢熔渣在焊接工艺中的作用1机械保护作用2冶金处理作用3改善焊接工艺性能熔渣的活性、粘度和表面张力等都与熔渣的碱度有密切关系熔渣的粘度取决于熔渣的成分和温度，实际上取决于熔渣的结构氧：氧对焊接质量的影响1焊缝的强度韧性和塑性明显的下降尤其是焊缝金属的低温冲击韧度急剧下降，引起焊缝金属的时效硬化、热脆及冷脆等，以及物理机化学性能的变化2形成气孔在熔池阶段，溶解的氧与碳发生冶金反应，反应产物是不容于水的Co如果在熔池进行凝固时Co气泡来不及逸出就会形成Co气孔3烧损有益合金元素从而使焊缝金属性能变坏4形成飞溅在熔滴中所进行的氧与碳的冶金反应生成CO受热膨胀造成熔滴爆炸，形成飞溅破坏焊接过程的稳定性控制氧的措施是预防和脱氧1采用纯度高的焊接材料（尽量采用不含或少含氧量的焊接材料）2控制焊接工艺参数，尽可能的采用短弧焊（增加电弧电压使空气容易侵入电弧并且增加了氧与熔滴接触的时间，致使焊缝含氧量增加）3采用冶金方法进行脱氧通过向焊丝或焊条药皮中加入某种合金元素，是这些合金元素在焊接过程中被氧化从而保护被焊金属及其合金元素不被氧化焊缝金属的脱氧用于脱氧的元素或铁合金称为脱氧剂脱氧就是焊丝焊剂或焊条药皮中加入某种元素使它在焊接过程中夺取氧而自身被氧化，使被焊金属不被氧化或减少氧化目的减少焊缝中的含氧量选择脱氧剂的原则1在焊接温度下脱氧剂的亲和力应大于母材对氧的亲和力，焊接铁基合金时AL、Ti、Si、Mn等可作为脱氧剂2脱氧产物不溶于液态金属其密度也应小于液态金属的密度从而使脱氧产物尽快上浮到液体上以减少夹杂物的数量提高脱氧效果3综合考虑脱氧剂对焊缝成分、力学性能及焊接工艺性能的影响4在满组技术要求的前提下应注意经济实用性先期脱氧药皮加热阶段固态药皮中进行的脱氧反应特点脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系先期脱氧的效果取决于脱氧剂对氧的亲和力、它的粒度、氧化剂与脱氧剂的比例、焊接电流密度等沉淀脱氧是在熔滴和熔池中进行原理是溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直接反应把铁还原脱氧产物浮出液态金属增加金属中含Mn量减少渣中MnO可提高脱氧效果，一定温度下加入过多Mn会形成固态产物易造成焊缝夹杂扩散脱氧的优点是不会因脱氧而造成夹杂合金过渡把需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属中的过程合金过渡的目的1补偿焊接过程中由于氧化蒸发造成合金元素损失2消除焊接缺陷改善焊缝金属的组织和性能a向焊缝金属中过渡锰可消除硫引起的热裂纹b向焊缝中加入AL、Ti、Mo等合金元素以细化晶粒提高焊缝韧性3获得特殊性能的堆焊金属合金过度系数焊接材料的合金元素过渡到焊缝金属中的数量与其原始含量的百分比影响过度系数的因素1合金元素的物理化学性质2合金元素的含量3合金剂的粒度4药皮或焊剂的成分5药皮质量系数 E4315 其中E 表示焊条43表示熔敷金属抗拉强度的最小值（以kgf/mm2计）1表示焊条适用于全位置焊接5表示焊条药皮为低氢钠型，并可采用直流反接焊接；J507 其中J代表结构钢焊条50焊缝金属抗拉强度不低于490MPa（50kgf/mm2）7 低氢型药皮、直流药皮作用1保护2冶金3是焊条具有较好的工艺性能药皮原材料作用1引弧2造渣3造气4脱氧5合金化6粘结7成形种类1金属及铁合金2矿物3化工产品4有机物焊条工艺性能1焊接电弧的稳定性2焊缝成形3焊接位置适应性4飞溅5脱渣性6焊条融化速度7焊皮的发红程度及焊条发尘量焊剂作用隔离空气保护焊接区金属不受空气侵害以及进行冶金处理焊剂质量要求1良好的冶金性能2良好的工艺性能3焊剂颗粒应符合要求4含水量不得大于0.10%5机械夹杂物的含量不得大于0.30%6含硫量不得大于0.06%含磷量不得大于0.08% 高硅焊剂 1高硅无锰或低锰焊剂配合高锰焊丝（Mn=1.5-1.9%）2高硅中锰的含锰焊丝（0.8-1.1%）3（我国之最）高硅高猛焊剂配合低碳钢焊丝或含锰焊丝（焊缝金属含氧量及含磷量较高韧脆转变温度高不宜用于焊接对于低温人性要求较高的结构）影响焊缝成形因素1熔渣凝固温度2熔渣粘度3熔渣表面张力影响脱渣因素1熔渣与焊缝金属的线膨胀系数相差越大冷却时熔渣越容易与焊缝金属脱离2熔渣的氧化性3熔渣松脆性药芯比实心焊丝优点工艺性好飞溅小焊缝成形美观可采用大电流进行全位置焊接熔敷效率高层状偏析由于结晶过程周期性变化而化学成分分布不均匀造成的焊缝断面的分层现象（熔池金属结晶时在结晶前沿的液体金属中溶质的浓度较高同时也富集了一些杂质当冷却速度较慢时这一层浓度较高的溶质和杂质可以通过扩散而减轻偏析程度但冷却速度很快时还没来得及均匀化就已凝固，造成了溶质和杂质较多的结晶层这些分层式由于结晶周期性变化而化学成分不均匀分布造成的）熔池凝固条件及特点1熔池体积小冷却速度大2熔池金属处于过热状态3熔池在运动状态下凝固4联生结晶焊缝三种偏析显微区域层状焊缝希望获得的固相相变组织针状铁素体细珠光体下贝氏体板条马氏体改善焊缝固态相变组织的途径焊后热处理多层焊接锤击焊道表面跟踪回火处理焊缝中产生气孔的根本原因高温是金属溶解了较多的气体在进行冶金反应时又产生了相当多的气体这些气体在焊缝凝固过程中来不及逸出两类气孔的形成①高温时某些气体溶解于熔池金属当凝固和变相时气体溶解度下降来不及逸出残留在焊缝内部的气体如氢氮（焊缝表面）②由冶金反应产生不溶于金属的气体如二氧化碳水等（焊缝内部）焊缝中形成气孔的机理①气泡的生核至少具备两个条件液态金属中有过多饱和气体；生核有能量消耗②气泡的长大气泡核形成后要继续长大气泡长大满足Ph》Po 3气泡上浮当气泡长大到一定程度便开始上浮在不利条件下有可能残留在焊缝中而形成气孔影响生成气孔的因素及预防措施1冶金因素的影响（熔渣的氧化性药皮和焊机的冶金反应保护气体的气氛水分和铁锈等）2工艺因素影响（焊接工艺参数电流种类电压焊接速度等）3工艺操作方面a焊前仔细清除焊件焊丝上的污垢提别是油质b焊条焊剂要严格烘干之后放置时间不得过长最好放在保温桶随用随取c焊接时规范要保持稳定对于低氢型焊条尽量采用短弧焊并适当配合摆动以利气体逸出焊缝中常遇到的夹杂物①氧化物氧化夹杂物主要是SiO2其次是MnO、TiO2和Al2O3这种夹杂物若密集地以块状或片状分布时在焊缝中全引起热烈纹在母材中也易引起层状撕裂焊接过程中熔池脱氧越完全焊缝中氧化物夹杂越少②氮化物夹杂物主要是Fe4N由于是一种脆硬化合物会使焊缝硬度增高塑韧性急剧下降一般焊接条件下焊缝中很少存在氮化物夹杂只有在保护不好时才能发生③硫化物夹杂主要源于焊条药皮或焊剂经冶金反应转入熔池夹杂物主要有两种MnS FeS前者影响小后者影响较大因为FeS沿晶界析出并与Fe或FeO形成低熔共晶是引起热裂纹主要原因之一防止焊缝中夹杂物的措施最重要的就是选择焊条焊剂使之更好地脱氧脱硫其次是注意工艺操作1选用合适的焊接工艺参数以利熔渣的浮出2多层焊时应注意清除前层焊缝的熔渣3焊条适当摆动以便熔渣浮出4操作时注意保护熔池防止空气入侵改善焊缝金属工艺性能的措施焊缝的固溶强化变质处理（微合金化）调整焊接工艺跟踪回火处理每焊完一道焊缝立即用气焊火焰加热加热焊道表面温度来控制在900~1000左右（跟踪回火不仅改善了焊缝的组织同时改善了整个焊接区性能因此焊接质量显著提高）临界板厚随着板厚的增加冷去速度Wc增大而冷却时间T8/5变短当板厚增加到一定程度则Wc和T8/5不再变化此时的板厚δcr 在同样冷却速度下焊接时比热处理时的脆硬倾向小焊接时冷却为什么会有两种不同倾向根据金属学原理可以知道碳化物合金元素只有它们充分溶解在奥化体的内部才会增加奥氏体的稳定性很显然在热处理条件下可以有充分时间使碳化物合金元素向奥氏体内部扩散而在焊接条件下由于加热速度快高温停留时间短所以这些合金元素不能充分溶解在奥氏体中因此降低了淬硬倾向组织脆化析出机理焊接HAZ出现脆硬组织造成根据被焊钢种的不同焊接时冷却条件不同在HAZ出现不同脆硬组织 M-A组元脆化是焊接低合金高强钢时一定冷却速度条件下形成不仅出现在焊缝也出现在HAZ 增大脆性 析出脆化某些金属或合金焊接区处于非平衡态组织化学物理上都明显不均匀性时效和回火过程从非稳态固溶体沿晶界析出碳化物氮化物等提高金属或合金强硬度和脆性 厚板多层焊时按一般规律粗晶区组织将得到细化改善第一道粗晶区性能但某些钢种未改善保留粗晶区组织和结晶学位向关系称为组织遗传这种遗传引起的脆化为遗传脆化机理 在上贝氏体温度范围内因奥氏体含碳量高较大速度下全转变为片状马氏体 由于析出产物出现后阻碍位错运动且析出产物不均匀有偏析和聚集存在提高金属强度硬度 加热调制刚奥氏体形成两种不同机制有序和无序转变新形成的奥氏体与原始非平衡组织有一定位向关系继承了原奥氏体晶粒大小形状取向热应变时效脆化在制造焊接结构的过程中不可避免的进行下料气割焊接和其他热加工等程序而引起的局部应变塑性变形对焊接HAZ脆化有很大影响韧性材料在塑性应变和断裂全过程中吸收能量的能力他是强度和塑性的综合表现冷裂纹金属经焊接或铸造成型后冷却到低温时产生的裂纹特征1产生温度高强钢在Ms点附近或200-300度以下温度区间内2产生的钢种和部位发生在高碳钢中碳钢中合金高强钢热影响区合金元素的超高强刚Ti合金发生在焊缝3裂纹的走向沿晶穿晶4产生时间可焊后立即出现也可焊后一定时间内出现影响因素1钢种的脆硬倾向2接头含氢量及分布3接头所承受的拘束应力状态结晶裂纹焊接结晶过程中在固相线附近由于凝固金属的收缩残余液体金属不足而不能及时填充在应力作用下发生沿晶开裂的现象特征结晶后期由于低熔共晶形成的液态薄膜削弱了晶粒间的联结在拉伸应力作用下发生开裂（主要产生在含杂质较多的碳钢低合金钢焊缝中和单相奥氏体钢镍基合金以及等些铝合金的焊缝中）再热裂纹原板焊接结构并采用某些沉淀强化合金元素的钢材在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称为再热裂纹特征厚板焊接结构消除应力处理过程中在热影响区的粗晶区存在不同程度的应力集中时由于应力松弛所产生附加变形大于部位的蠕变塑性冷裂纹的分类及影响冷裂纹的因素？延迟裂纹－这类裂纹是在氢、钢材淬硬组织和拘束应力的共同作用下产生的，形成温度一般在 Ms 以下200℃ 至室温范围，由于氢的作用而具有明显的延迟特征，故又称为氢致裂纹。
焊接冶金学
武汉理工大学焊接冶金学复习资料第1页焊接冶金学复习资料一、名词解释1. 焊接：焊接是指被焊工件的材质（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间的结合而形成永久性连接的工艺过程。
2. 焊接线能量：热源功率q与焊接速度v之比。
3. 焊接化学冶金过程：在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程称为焊接化学冶金过程。
4. 焊条平均熔化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度称为焊条金属的平均熔化速度。
5. 熔合比:在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。
6. 药皮重量系数：单位长度上药皮和焊芯的质量比。
7. 偏析：在熔池进行结晶的过程中，由于冷却速度很快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，合金元素的分布是不均匀的，出现所谓的偏析现象。
8. 过冷度：每一种物质都有自己的平衡结晶温度或者称为理论结晶温度，但是，在实际结晶过程中，实际结晶温度总是低于理论结晶温度的，这种现象称为过冷现象，两者的温度差值被称为过冷度。
9. 扩散氢：可以在焊缝金属的晶格中自由扩散的氢。
10. 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要的力。
二、基本概念1. 焊接热循环的特点？ a) 加热温度高 b) 加热速度快 c) 高温停留时间短 d) 自然条件下连续冷却 e) 局部加热2. 药芯焊丝的特性？ a) 焊接飞溅小 b) 焊缝成形美观c) 熔敷速度高于实心焊丝d) 可进行全位置焊接，并可以采用较大的焊接电流。
3. 焊条设计原则？在技术上，必须满足设计任务的要求，达到各项技术指标的规定，在制造工艺上必须切实可行，同时还要考虑到经济效益要好；焊条的卫生指标要先进，确保焊工的身体健康。
4. 焊条的设计依据a) 被焊母材的化学成分与力学性能指标b) 焊件的工作条件，如工作温度，工作压力以及是否有耐磨性，耐腐蚀性等特殊要求c) 施工现场的焊接设备条件以及施工的条件等 d) 考虑电焊条制造的生产工艺条件 5. 选择脱氧剂的原则a) 在焊接温度下脱氧剂对氧的亲和力应大于母材对氧的亲和力。
焊接冶金学复习提纲
焊接热影响区的组织与性能
• 绘出焊缝及热影响区最新划分方法示意图，并用表格的形式说明 各区包括的范围与定义。 • 论述熔合区的组成与性能。 • 以低碳钢为例，说明焊接热影响区的组织分布特征与性能特点。 • 何谓CCT图？如何得到？有何用途？ • 影响热影响区CCT图的因素有哪些？ • 影响热影响区组织的转变因素有哪些？ • 分析焊接条件下，热影响区M-A组元的形成原因与性能特点。 • 何谓碳当量？研究热影响区性能时，碳当量有何作用？ • 以低合金钢为例，绘制热影响区硬度分布特征图。 • 何谓脆化，焊接热影响区的脆化类型有那几种？ • 焊接热影响区组织脆化有哪些类型，说明低碳钢与易淬火钢脆化 有何差异？ • 中炭调质钢HAZ软化的原因应？如何改善？ • 改善热影响区性能的途径有哪些？
概念题
1、焊接热过程 2、加热斑点、斑点半径和热流密度 3、焊接热循环及其主要参数 4、焊接熔渣的主要类型 5、熔合比
焊接材料
• 焊条的工艺性能包括哪些方面？焊条的 工艺性能对于焊条及焊接质量有什么意 义？ • 埋弧焊时，如何考虑焊丝与焊剂的配合？ • 分析J422焊条焊接时的冶金反应行为。 • 常用焊接材料类型有哪些？
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
熔池凝固与固态相变
• • • • • • • • • • • • • 与铸锭凝固相比，焊缝金属凝固的条件有何特点？ 金属凝固的能量条件和温度条件是什么？ 过冷度对结晶形态有何影响？ 何谓成分过冷？分析焊缝金属结晶速度，温度梯度对成分过冷和 结晶形态的影响，简述熔池的结晶形态。 分析熔池的结晶速度与焊接速度的关系？ 分析焊缝化学不均匀性，为什么会形成这种不均匀性？ 简述焊接熔池凝固组织的特点。 以低合金为例，说明焊缝金属可能出现的显微组织。 以低合金为例，说明针状铁素体、下贝氏体和板条马氏体的形成 条件、组织形态及其性能。 论述焊接气孔的种类、形成原因和防止措施？ 某厂用J507焊条焊接时，在引弧和弧坑处产生气孔，分析其原因， 并提出解决办法 论述焊接金属中夹渣的种类、形成原因和防止措施？ 改善低碳钢焊缝金属显微组织和性能的途径有哪些？
焊接冶金学复习资料-13页word资料
一、填空题1.在某型号铝合金活塞激光-TIG复合焊接工艺中，已知：激光功率P1=3kW；热效率η1=0.9；TIG焊接的电压U=15.4V，电流I=138A；热效率η2=0.78；则复合焊接过程中的功率比为：_0.6139__(1分)。
(TIG在前，保留四位有效数字)2.再热裂纹：SR处理或高温下长期工作( 500~700 ℃)产生的裂纹(1分)。
3.热裂纹形成的机理是：由于成分偏析而形成的低熔点共晶的液态薄膜（Fe-FeS、Fe-Fe3P、Ni-Ni3P、Ni-Ni3S2）在拉应力作用下（凝固收缩受拉）开裂。
理论分析中，热裂纹通常以Mn/S+C (1分) 作为判据。
4.HAZ过热粗晶区包括两种脆化：①、晶粒长大引起的脆化(1分) ；②、淬硬组织引起的脆化(1分) 。
5.预防合金结构钢冷裂纹的工艺要点：预热+ 合适的焊接线能量+ 低氢焊材；其中，合适的线能量是指：在保证HAZ韧性的前提下，线能量尽量大(1分) 。
6.焊接工艺中预热的作用是：①促使焊接区氢充分逸出；②降低冷却速度；后热的作用：①消氢；②降低冷速；③韧化HAZ、焊缝组织。
7.铸铁中C的存在形式包括石墨和Fe3C 两种，根据石墨形态不同，铸铁可以分为：灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁。
牌号QT400-18表明：抗拉强度为：≥400 ；延伸率：18% 。
8.不锈钢焊缝晶间腐蚀的防止措施包括：固溶处理、稳定化退火、超低碳法、合金化法；(本题4分)9.合金钢强化机理包括：固溶强化、沉淀强化、热处理强化、形变强化等类型。
10.热裂纹形成的机理是：由于成分偏析而形成的低熔点共晶的液态薄膜（Fe-FeS、Fe-Fe3P、Ni-Ni3P、Ni-Ni3S2）在拉应力作用下（凝固收缩受拉）开裂。
理论分析中，热裂纹通常以Mn/S+C (1分) 作为判据。
11.预防合金结构钢冷裂纹的工艺要点：预热+ 合适的焊接线能量+ 低氢焊材；其中，合适的线能量是指：在保证HAZ韧性的前提下，线能量尽量大。
焊接冶金学考试复习总结
焊接冶金学考试复习总结编辑：章敏§金属焊接性及其试验方法一、金属焊接性的定义：金属材料在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度以及该接头能否在使用条件下可靠运行。
它包括两方面的内容：工艺焊接性和使用焊接性。
工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。
使用焊接性是指焊接接头或整体结构满足各种使用性能的程度，其中包括常规的力学性能、低温韧性、高温蠕变、疲劳性能、持久强度，以及抗腐蚀性和耐磨性等。
二、影响焊接性的因素内因+外因1. 材料因素母材、焊接材料 2. 工艺因素焊接方法、焊接工艺参数和焊接顺序、焊后热处理等 3 . 结构因素结构形式、接头形式、接口断面的过渡、焊缝的位置，以及某些部位焊缝的集中程度造成多向应力的状态等 4. 使用条件工作温度、受载类别和工作环境等。
三、常用焊接性试验方法：斜Y形坡口焊接裂纹试验法主要用于评定母材金属焊接热影响区的冷裂纹倾向。
拘束焊缝为双面焊缝，事先焊好，实验焊缝可在不同温度下施焊，焊后静置24h再检测解剖计算裂纹率。
§合金结构钢的焊接一、热轧正火钢（热轧：σ294～3432，基本上属于和系钢种；正火:σ343～4902，系基础上加V，，，等,在固溶强化基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来↑σb，保证韧性。
0（一）热裂纹一般含碳量都较低，含量较高，比达要求，抗裂热性好，正常情况下不会出现热裂纹。
当材料成分不合格，或严重偏析使局部C、S偏高时，可能低于要求而出现热裂纹。
解决办法：工艺上设法减小熔合比。
选用低碳焊丝，降低焊缝含碳量提高含锰量。
（二）冷裂纹与钢材化学成分（主要是C）、淬硬组织与冷裂倾向三者间存在着密切的联系。
a、在低合金高强钢中，热轧钢的淬硬倾向最小，只有在快冷的情况下才可能出现冷裂纹。
而且随着钢材强度级别的提高，它的淬硬倾向增大。
正火钢的强度级别较高，合金元素含量也较多，与低碳钢相比，冷裂纹倾向较大。
焊接冶金学复习资料.doc
一、填空题1.在某型号铝合金活塞激光-TIG复合焊接工艺中，已知：激光功率P1=3kW；热效率η1=0.9；TIG焊接的电压U=15.4V，电流I=138A；热效率η2=0.78；则复合焊接过程中的功率比为：_0.6139__(1分)。
(TIG在前，保留四位有效数字)2.再热裂纹：SR处理或高温下长期工作( 500~700 ℃)产生的裂纹(1分)。
3.热裂纹形成的机理是：由于成分偏析而形成的低熔点共晶的液态薄膜（Fe-FeS、Fe-Fe3P、Ni-Ni3P、Ni-Ni3S2）在拉应力作用下（凝固收缩受拉）开裂。
理论分析中，热裂纹通常以Mn/S+C (1分) 作为判据。
4.HAZ过热粗晶区包括两种脆化：①、晶粒长大引起的脆化(1分) ；②、淬硬组织引起的脆化(1分) 。
5.预防合金结构钢冷裂纹的工艺要点：预热+ 合适的焊接线能量+ 低氢焊材；其中，合适的线能量是指：在保证HAZ韧性的前提下，线能量尽量大(1分) 。
6.焊接工艺中预热的作用是：①促使焊接区氢充分逸出；②降低冷却速度；后热的作用：①消氢；②降低冷速；③韧化HAZ、焊缝组织。
7.铸铁中C的存在形式包括石墨和Fe3C 两种，根据石墨形态不同，铸铁可以分为：灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁。
牌号QT400-18表明：抗拉强度为：≥400 ；延伸率：18% 。
8.不锈钢焊缝晶间腐蚀的防止措施包括：固溶处理、稳定化退火、超低碳法、合金化法；(本题4分)9.合金钢强化机理包括：固溶强化、沉淀强化、热处理强化、形变强化等类型。
10.热裂纹形成的机理是：由于成分偏析而形成的低熔点共晶的液态薄膜（Fe-FeS、Fe-Fe3P、Ni-Ni3P、Ni-Ni3S2）在拉应力作用下（凝固收缩受拉）开裂。
理论分析中，热裂纹通常以Mn/S+C (1分) 作为判据。
11.预防合金结构钢冷裂纹的工艺要点：预热+ 合适的焊接线能量+ 低氢焊材；其中，合适的线能量是指：在保证HAZ韧性的前提下，线能量尽量大。
焊接冶金学材料焊接性复习资料
第三章合金结构钢的焊接1、分析热轧钢和正火钢的强化方式及主强化元素有什么不同，二者的焊接性有何差别，在选择焊接材料时应注意什么问题？答：热轧钢通过固溶强化，主强化元素有：Mn、Si，而正火钢除了固溶强化之外，还利用合金元素的沉淀强化，主强化元素有：Mn、Mo、Nb、V、Ti等。
热轧钢因其碳含量低，冷裂倾向不大，而正火钢随其强度级别、碳当量及板厚提高，淬硬性及冷裂倾向随之增加，需采取工艺措施，如控制焊接热输入、预热、焊后热处理等措施控制裂纹。
热轧钢和正火钢因其碳含量较低，而锰含量较高，热裂纹倾向不大，但Cr、Mo等沉淀强化的正火钢具有消除应力裂纹倾向，可以采用提高预热温度或者焊后热处理等措施来防止消除应力裂纹的产生。
热轧钢和正火钢均可能产生粗晶脆化或者热应变脆化，正火钢需采用较小焊接热输入量，而热轧钢则需适中。
在选择焊接材料时需注意：（1）选择与母材力学性能匹配的相应级别的焊接材料；（2）同时考虑熔合比和冷却速度的影响；（3）考虑焊后热处理对焊缝力学性能的影响。
2、分型Q235的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求？答：Q235属于热轧钢，因其碳含量低，冷裂倾向不大；又因其锰含量较高，热裂倾向不大，主要问题是过热区可产生粗晶脆化，需控制焊缝热输入量。
另外，具有一定的热应变脆化倾向，加入一定的氮化物形成元素可有效防止。
Q235可采用焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等方法，选择与母材力学性能匹配焊接材料，主要有：焊条电弧焊E5015/E5016；埋弧焊HJ431、焊丝H08A/H08Mn2；二氧化碳保护焊：H08Mn2SiA6、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？为什么低碳调质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进行调制处理？答：低碳调质钢热影响区脆化的原因除了奥氏体晶粒粗化的原因外，更主要的是上贝氏体和M-A组元的形成。
中碳马氏体脆化的主要原因是产生大量脆硬的高碳、粗大马氏体组织。
2011焊接冶金复习题
一、解释1.K b2.θ3.t100 。
4.η-合金过渡系数5.E-焊接线能量6.t8/57.t8/38.扩散氢9.短渣10.HAZ11.长渣12.J42213.E5015 。
14.HJ431二、填空与判断1.细棒的电阻焊对接，可视作点热源加热。
2.用于焊条加热和熔化的主要热能是（电弧热）和（电阻热）。
3.埋弧焊是利用焊剂及其熔化以后形成的熔渣和气体隔离空气保护金属的。
4.熔化极气体保护焊时，只有（熔滴）和（熔池）二个反应区。
5.熔滴阶段的反应速度比熔池阶段小，并且在整个反应过程中的贡献也较小。
6.氧是以FeO的形式溶于液态铁中的。
7.盐-氧化物型熔渣的氧化性较小，J507焊条属此类渣系。
8.当合金元素及其氧化物在药皮中共存时，能降低该元素的过渡系数。
9.焊条药皮中的大理石能起到造气、造渣、稳弧等有利作用。
10.焊缝中柱状晶的长大趋势取决于晶粒优先成长方向与散热最快方向的一致性。
11.熔池结晶速度的大小和方向是变化的。
在熔合线最大，在焊缝中心最小。
12.由焊缝边界到中心，结晶形态由平面晶向胞状晶、树枝晶到等轴晶发展。
13.氢气孔多沿结晶方向分布，如条虫状卧在焊缝内部。
14.气泡半径越大，上浮速度也就越大，焊缝中就不易产生气孔。
15.在同样冷却速度下，40Cr钢焊接比热处理时的淬硬倾向大。
16.调质钢焊接时软化最明显部位大都在A1~A3之间。
17.脆性温度区位于熔池结晶的液固阶段。
18.热轧及正火钢由于含碳量低，含锰量高正常情况下焊缝中不出现热裂纹。
19.评定两种钢材的淬硬倾向与冷裂关系时，可用一种钢材的CCT 曲线与另一种钢材的TTT 曲线比较。
20.低碳调质钢的韧性最佳冷却时间t8/5，对应的最佳韧性组织为魏氏体+10~30%上贝氏体。
21.焊接不锈钢时，在焊接接头会同时看到焊缝区腐蚀，HAZ敏化区腐蚀和刀口腐蚀。
22.焊接热轧及正火钢时，为了达到焊缝与母材的力学性能相等在选择焊接材料时应从化学成分出发选择与母材成分完全一样的焊接材料。
焊接冶金学复习提纲
焊接冶⾦学复习提纲焊接冶⾦学复习提纲注：编者⽔平有限，如总结不全，可⾃⾏翻阅教材及课件，祝考试周顺利，新年快乐！焊接冶⾦学考题类型⼀、焊接概念及术语解释5*2分=10分⼆、选择20*1分=20分三、判断20*1分=20分四、简单题4*5分=20分五、论述题3*10分焊接复习课重点概括1、焊接概念题举例：焊接热循环的定义2、简答题举例：低碳调制钢的要点（焊材、⼯艺、焊接⽅法）⼯艺：起弧板、收弧板？线能量控制？多层焊层间温度？焊前预热？焊前清理？3、论述题举例：奥式体不锈钢的要点及困难。
要点见上题。
困难有热裂纹倾向⼤，结晶裂纹为最；晶间腐蚀4、熔池、熔滴的特点5、为什么要焊接保护？eg：熔渣保护6、熔合⽐的定义7、溶度过渡形式8、⽓体的种类及来源：C、H、O与⾦属作⽤，H（扩散氢、溶解氢、⽩点、氢⽓孔、裂纹）9、熔池的⼤⼩等与焊接线能量有关10、焊接线能量的定义11、⾦属焊接性的定义？如何评价？eg：碳当量的定义12、可⽤焊接接头的硬度来代替检测是否淬硬13、熔渣分酸性和碱性，⼯艺上酸性好，但碱性的⼒学性能好14、如何⼯艺上评价熔渣15、⽓孔的分类及来源：H、N⽓孔16、裂纹的分类？出现在什么材料中？产⽣的原因？17、焊接接头的概念？（焊缝、热影响区、部分母材的组成、组织、⼒学性能不均、显微偏析、层状偏析）18、焊接热循环的定义19、脆化和软化20、提⾼焊缝性能的⽅法：合适的焊接⽅式、焊接线能量，细化组织21、CCT图，淬硬倾向与⽣成的⾦相组织，eg：铁素体、马⽒体？22、脱硫脱氧的⽅法23、不同钢材与铝焊接性的要点绪论1、焊接定义：通过加热或加压或两者并⽤，使⽤或不使⽤填充材料，使被焊⼯件达到原⼦间结合⽽形成永久性连接的⼯艺过程。
2、焊接的物理本质：⾦属形成⾦属键结合；塑料形成共同的分⼦链。
宏观上形成永久性的接头，微观上组织上建⽴内在联系3、焊接⽅法⼀般分三⼤类：熔化焊、压⼒焊、钎焊4、焊接热源的种类及其特性电弧热、化学热、电阻热、摩擦热、等离⼦焰、电⼦束、激光束、超声波5、焊件上加热区的热能分布(1) 活性斑点区：活性斑点区是带电质点（电⼦和离⼦）集中轰击的部位，并把电能转为热能(2) 加热斑点区：加热斑点区焊件受热是通过电弧的辐射和周围介质的对流进⾏的. 在该区内热量的分布是不均匀的，中⼼⾼，边缘低，形如⽴体⾼斯锥体第⼀章焊接化学冶⾦第⼀节焊接化学冶⾦过程的特点⼀、焊条的加热及熔化1、焊条⾦属的加热电弧焊时，⽤于加热和熔化焊条或焊丝的热能有：电阻热（可忽略）、电弧热（主要因素，占总功率的⼀⼩部分）、化学反应热（可忽略）。
焊接冶金复习
焊接冶金复习第一章：焊接材料的组成及作用焊接接头（焊缝、熔合区、热影响区）一、焊条：焊条是指由一定长度的金属丝和外表涂有特殊作用的涂层所构成的焊接材料，主要用于焊条电弧焊。
其中内部金属丝被称为焊芯，外部的涂层被称为药皮。
焊芯作用：a、传导电流，维持电弧燃烧；b、本身熔化，形成焊缝的填充金属。
药皮作用：a、机械保护作用；b、冶金处理作用c、工艺性能改善作用药皮组成物：碳酸盐、硅酸盐、二氧化钛、钛铁矿、赤铁矿、铁合金、有机物、氟化物，按功能分：稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、粘结剂、成形剂。
药皮类型：氧化钛型、氧化钛钙型、钛铁矿型、氧化铁型、纤维素型、低氢型、石墨型、盐基型。
焊条种类：A按实际用途分类：结构钢焊条、不锈钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、铸铁焊条、堆焊焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、特殊用途焊条。
B按焊接熔渣酸碱度分类：a酸性焊条：药皮中含有较多酸性氧化物、焊接熔渣为酸性的焊条。
由于药皮中含有较多的FeO、TiO2、SiO2等成分，因而熔渣具有很强的氧化性，其工艺性能好；b碱性焊条：药皮中含有较多碱性氧化物、焊接熔渣为碱性的焊条。
由于药皮中含有较多大理石、氟石等成分，能有效降低焊缝中的含氢量，因而碱性焊条又被称为低氢焊条。
其焊缝具有较高的韧性和塑性，适于动载和重要结构的焊接，其工艺性不如酸性焊条。
焊条的工艺性能：1、焊接电弧的弧定性(稳弧性)（低氢型碱性焊条稳弧性不如酸性焊条）2、焊接位置的适应性3、焊缝成形(熔渣凝固温度的影响、熔渣粘度影响、熔渣表面张力影响) 4、焊接飞溅与熔敷效率5、脱渣性（熔渣线型膨胀系数的影响、熔渣的氧化性的影响、熔渣的松脆性的影响）6、焊接烟尘7、焊条药皮的发红焊条的冶金性能：1对氧的控制、2对氢的控制、3对氮的控制、4对硫的控制、5对磷的控制二、焊丝按其本身的形状结构划分：a实心焊丝、b药心焊丝等药心焊丝种类1按焊丝外层结构划分：有缝焊丝、无缝焊丝；2按焊丝内部粉剂总类划分：药粉型焊丝、金属粉型焊丝；3按其渣碱度划分：钛型渣系（酸性）焊丝、钛钙型渣系（中性或弱碱性）焊丝、钙型渣系（碱性）焊丝。
焊接冶金学复习题
焊接冶金学复习题焊接冶金学（基本原理）习题绪论1.试述焊接、钎焊和粘接在本质上有何区别？2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？3.能实现焊接的能源大致哪几种？它们各自的特点是什么？4.焊接电弧加热区的特点及其热分布？5.焊接接头的形成及其经历的过程，它们对焊接质量有何影响？6.试述提高焊缝金属强韧性的途径？7.什么是焊接，其物理本质是什么？8.焊接冶金研究的容有哪些第一章焊接化学冶金1.焊接化学冶金与炼钢相比，在原材料方面和反应条件方面主要有哪些不同？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？3.焊接区气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？4为什么电弧焊时熔化金属的含氮量高于它的正常溶解度？5.氮对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？6.手弧焊时，氢通过哪些途径向液态铁中溶解？写出溶解反应及规律？7.氢对焊接质量有哪些影响？8既然随着碱度的增加水蒸气在熔渣中的溶解度增大，为什么在低氢型焊条熔敷金属中的含氢量反而比酸性焊条少？9. 综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响。
10.今欲制造超低氢焊条（[H]<1cm3/100g）,问设计药皮配方时应采取什么措施？11. 氧对焊接质量有哪些影响？应采取什么措施减少焊缝含氧量？12.保护焊焊接低合金钢时，应采用什么焊丝？为什么？13.在焊接过程中熔渣起哪些作用？设计焊条、焊剂时应主要调控熔渣的哪些物化性质？为什么？14.测得熔渣的化学成分为：CaO41.94%、28.34%、23.76%、FeO5.78%、7.23%、3.57%、MnO3.74%、4.25%，计算熔渣的碱度和，并判断该渣的酸碱性。
15.已知在碱性渣和酸性渣中各含有15%的FeO，熔池的平均温度为1700℃，问在该温度下平衡时分配到熔池中的FeO量各为多少？为什么在两种情况下分配到熔池中的FeO量不同？为什么焊缝中实际含FeO量远小于平衡时的含量？16.既然熔渣的碱度越高，其中的自由氧越多，为什么碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条焊缝含氧量低？17.为什么焊接高铝钢时，即使焊条药皮中不含，只是由于用水玻璃作粘结剂，焊缝还会严重增硅？18. 综合分析熔渣中的CaF2在焊接化学冶金过程是所起的作用。
焊接冶金学复习
一、论述题1 按功能划分，举例说明焊条药皮有哪些组成？A稳弧剂：稳弧剂是能提高电弧燃烧稳定性并能改善引燃性能的物质，含电离点位低的元素的材料都有稳弧作用，如碳酸钾。
水玻璃等；B造气剂：造气剂是焊接时能燃烧或分解产生气体从而使焊接区得到保护的物质。
常用造气剂包括有机物和碳酸盐；C造渣剂：造渣剂是焊接是能融化形成一定物理化学性质的熔渣从而使焊接区得到保护的物质，如钛铁矿、大理石等；D脱氧剂：脱氧剂是能通过冶金反应降低药皮或熔渣氧化性以及焊缝含氧量的物质，对氧亲和力比铁大的金属及其合金都可用作脱氧剂，如锰铁、硅铁等；E合金剂：合金剂适用于补偿合金元素烧损并向焊缝添加必要合金成分的物质，如锰铁、硅铁等；F粘结剂：粘结剂是将药皮涂覆到焊芯上并使之具有一定强度的物质，如水玻璃；成形剂：成形剂是使药皮具有一定的弹塑性、流动性，保证药皮压涂时光滑而不开裂的物质，如白泥、云母等。
2焊条工艺性能包括哪几个方面？影响因素是什么？A焊接电弧稳定性，它是指电弧维持稳定燃烧的能力。
影响因素有焊条药皮的组成、熔点和厚度等，其中焊条药皮的组成对电弧的稳定性有决定性作用；B焊接位置的适应性，它是指焊条对不同空间位置焊接难易程度的适应能力，影响因素有焊接熔渣的熔点、粘度和表面张力、电弧和气流的吹力；C焊缝成型，它是描述焊缝表面光滑程度、表面是否存在缺陷以及几何形状和尺寸是否正确的宏观指标，从焊条的角度来看，影响焊缝成形的主要因素就是焊接熔渣的物理性质，如熔渣凝固温度、粘度和表面张力；D焊接飞溅和熔敷效率。
焊接飞溅是指焊接过程中从熔滴或熔池中飞出的金属颗粒，影响焊接飞溅的因素有电源的种类和焊接参数等工艺因素，也包括焊条类型和制造缺陷等材质因素。
熔敷效率是反映焊接生产率高低的指标。
凡是影响焊接飞溅大小的，均影响熔敷效率，影响熔敷效率的因素有药皮类型和所有影响焊接飞溅因素；E脱渣性，它是指焊后从焊缝表面清除焊接渣壳的难易程度，影响因素有熔渣线膨胀系数、熔渣氧化性和熔渣松脆性；F焊接粉尘，它是指在电弧高温作用下而产生的高温金属和非金属蒸汽，在电弧周围空间被氧化和冷凝而形成的细小的固态颗粒。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
焊接冶金复习名词解释焊接：通过加热或加压或两者并用，且用或不用填充材料，使被焊工件（同质或异种材质）的材料达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程。
比热流:单位时间内通过单位面积传入焊件的热能。
焊接热输入：熔焊时焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。
焊接温度场：焊件上（包括内部）某瞬时温度分布称为“度场”焊条金属的平均熔化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度。
平均熔敷速度：单位时间内真正进入焊缝金属的那部分金属的质量。
损失系数：在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发损失的那部分金属质量与熔化的焊芯质量之比。
熔滴过渡:熔滴在各种力的作用下，通过电弧空间向熔池的转移过程。
熔滴的比表面积：熔滴(假设为球体)表面积Ag与其质量ρVg之比。
熔合比：焊缝金属中局部熔化的母材所占焊缝金属。
合金过渡：把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆焊金属）中去的过程。
熔敷系数：单位时间内单位电流所能熔敷在焊件上的金属重量。
药皮重量系数：单位长度上药皮与焊芯的质量比。
熔渣的碱度: 熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物的比值。
焊接热循环：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，又由高而低随时间的变化的这一过程焊接热影响区：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称为“热影响区”或称“近缝区”。
碳当量（CE or Ceq）：碳当量是反应钢中化学成分对硬化程度的影响，它是把钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬（包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成碳的相当含量。
相：物理、化学性质完全相同、成分相同的均匀物质的聚集态，通称为物态。
组织：化学成分、晶体结构和物理性能相同的组成，其中包括固溶体、金属化合物及纯物质。
酸性焊条：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。
碱性焊条：药皮中含有多量碱性氧化物的焊条。
酸性氧化物：与碱反应生成盐和水的物质。
碱性氧化物：与酸反应生成盐和水的物质。
金属焊接性：金属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。
绪论部分2、焊接过程的物理本质（怎样才能实现焊接）；答：1、通过加热：破坏接触面氧化膜，降低金属变形阻力，破坏接触面氧化膜，降低金属变形阻力，缩小原子间距，促进原子扩散及冶金反应；小原子间距，促进原子扩散及冶金反应；2、通过加压：破坏接触面氧化膜，增加接触面积。
破坏接触面氧化膜，增加接触面积。
3. 焊接热源的种类及其特点。
答：Î Î电阻热：电阻焊、电渣焊；Î Î高频感应热：如高频焊管；Î Î摩擦热：摩擦焊；Î Î等离子焰：等离子焊接、切割、喷涂等；Î Î电子束：电子束：真空电子束焊，焊缝宽深比大；Î Î激光束：激光束：激光焊；激光焊；Î Î超声波：超声波：超声波焊接；超声波焊接；Î Î新能源：新能源：微波、太阳能、混合热源。
一、焊接化学冶金2. 焊接化学冶金过程与普通炼钢冶金过程的异同；答：同：均进行化学冶金反应，都经历加热、熔化、凝固、冷却四个过程，都有晶粒形核、长大过程。
不同之处：1）处理过程不同：炼钢在特定的熔炼炉中进行，大熔池熔炼，熔炼温度比较稳定；焊接条件下，加热速度快，温度梯度大，熔炼时间短，小熔池熔炼，熔池金属过热度大（1600~1900℃）。
‹2）原材料不同：普冶材料是矿石、焦炭、废钢铁等；焊冶材料是焊条、焊丝、焊剂等。
3）目的不同：:普冶以提炼金属，得到一定成分、组织和性能的钢材为目的；焊接对金属再熔炼，以形成符合特定要求的连接接头为目的。
3. 3种典型的熔滴过渡形式；答：短路过渡、颗粒过渡、附壁过渡.4. 3个焊接反应区及各自的特点；（p25）答：1）、药皮反应区：水分蒸发，某些物质分解和铁合金的氧化；2）、熔滴反应区：1. 温度高2. 与气体、熔渣的接触面积大，比炼钢大1000倍3、各相之间反应时间短。
4. 熔渣和熔滴金属进行强烈的搅拌、混合。
3）、熔池反应区：1. 熔池温度（1600～1900℃）低于熔滴温度；2. 比表面积小；3. 反应时间稍长；4. 搅拌没有熔滴阶段激烈；5. 熔池温度极不均匀。
5. 焊接区气体的来源和产生；（p29）答：焊接区内的气体的来源主要有：热源周围的空气；焊接材料，保护气体；焊材表面和母材坡口附近的吸附水、油污、铁锈及氧化铁皮等；焊条药皮、焊剂、药芯中的造气剂、高价氧化物、水分等。
有机物的分解和燃烧碳酸盐和高价氧化物的分解、材料的蒸发也能产生气体。
6. H对金属的作用；（p33）答：‹焊接时，氢主要来源于焊接材料中的水分，含氢物质及电弧周围空气中的水蒸气等。
就结构钢的焊接而言氢的有害作用有以下四个方面：1、氢脆：氢在室温附近使钢的塑性严重下降的现象称为氢脆。
2、白点：碳钢或低合金钢焊缝，如含氢量高，则常常在其拉伸或弯曲断面上出现银白色圆形局部脆断点，称之为白点。
3、形成气孔：1. 由于凝固时溶解度的下降，使氢处于过饱和，促使产生氢气，当凝固速度大于氢的溢出速度时产生气孔。
4、冷裂纹：焊接接头冷却到较低温度产生的一种裂纹，其危害性很大。
防治措施：1.限制焊接材料中含氢量；2.清除焊丝和焊件表面上的杂质；3.冶金处理：在焊条药皮和焊剂中加入氟化物，生成比较稳定的不溶于液态金属的氢化物。
4、加入适当比例的CaF2和SiO2降低氢的冶金反应；4、控制焊接工艺参数5、焊后脱氢处理。
7. 熔渣对金属的作用，活性熔渣对焊缝金属的氧化；（p52、58）答：1. 熔渣在焊接过程中的作用：1、机械保护作用2、改善焊接工艺性能3、冶金处理作用。
活性熔渣对焊缝金属的氧化分为两种：1、扩散氧化：在温度不变的情况下，当增加熔渣中FeO的浓度时，它将向熔池中扩散，使焊缝中的含氧量增加。
2、置换氧化：果熔渣中含有较多的易分解的氧化物，可能与液态铁发生置换反应，使铁氧化。
8. 焊缝金属的脱氧；答：脱氧的目的：A、脱氧的目的是尽量减少焊缝中的含氧量。
B、排除脱氧后的产物，减少焊缝中非金属夹杂物。
选择脱氧剂的原则：1、脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大。
2、脱氧产物应不溶于液态金属，其密度也应小于液态金属的密度。
脱氧产物应处于液态，便于聚合为大质点，加快上浮。
3、需考虑脱氧剂对焊缝成分、性能以及焊接工艺性能的影响。
主要措施：在焊丝、焊剂或药皮中加入合适的元素和铁合金，使之在焊接过程中夺取氧。
按进行的方式和特点可分为：先期脱氧：在药皮加热阶段，固态药皮中进行的，特点是脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发生直接关系。
沉淀脱氧：滴熔滴和熔池内进行的，脱氧剂直接和氧化铁反应，使之还原，脱氧产物付出液态金属表面。
扩散脱氧：扩散脱氧是在液态金属与熔渣界面上进行的。
9.焊缝金属中S、P的控制；答：1）、硫的危害：在熔池凝固时它易发生偏析，以低熔点共晶的形式呈片状或链状分布于晶界。
焊接合金钢时，产生结晶裂纹的倾向更大。
当钢焊缝含碳量增加时，会增加它的危害性。
控制硫的措施：1、限制焊接材料中的含硫量2、用冶金方法脱硫；3、渣中的碱性氧化物脱硫，4、增加熔渣的碱度。
2）1、磷的危害：与铁和镍还形成低熔点共晶，在熔池快速凝固时，磷易发生偏析。
增加了焊缝金属的冷脆性。
控制硫的措施：1、限制磷的来源；2、采用冶金方法脱磷；3、在渣中加入氟化钙有利于脱磷。
10. 合金过渡目的、方式、影响因素。
答：1）合金过渡的目的：补偿焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素的损失。
2、消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能。
（可细化晶粒，提高焊缝韧性。
）3、获得具有特殊性能的堆焊金属。
2）合金过渡的方式：1、应用合金焊丝或带极，2、应用合金焊丝或带极，3、应用药芯焊丝或药芯焊条，应用合金药皮或粘结焊剂，应用合金药皮或粘结焊剂。
3）影响合金过渡系数的因素：①合金元素的物化性质：合金元素的沸点越低，，过渡系数越小；合金元素对氧的亲和力越大，过渡系数越小。
②合金元素的含量：含量越高，过度系数越大。
③合金剂的粒度：增加合金剂的粒度，其比表面积和氧化损失减少，因此过渡系数增大。
但如粒度过大，则不易熔化，过渡系数减小。
④药皮或焊剂的成分：药皮或焊剂的氧化势越大，则合金过渡系数越小。
合金元素及其氧化物在药皮中共存时，过渡系数大；其他条件相同，合金元素的氧化物与熔渣的酸碱性相同时，有利于提高过渡系数。
⑤药皮重量系数：Kb增加，η减小。
二、焊接材料1.焊接材料所包含的范畴；答：焊接材料是焊接时所消耗材料的通称，它包括焊条、焊丝、焊粉（合金粉）、焊剂、保护气体等。
2.碱性、酸性焊条（酸性、碱性氧化物）的概念、特征、典型牌号；（看书）答：…酸性焊条：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。
… 碱性焊条：药皮中含有多量碱性氧化物的焊条。
3. 焊条型号、典型牌号中各部分的含义；答：典型的酸性焊条如：E4303典型的碱性焊条如E5015型号：字母E表示焊条；第一、二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为kgf/mm2；第三位数字表示焊接位置，‘0’及‘1’表示焊条适用于全位置焊接，‘2’表示焊条适用于平焊及横角焊，‘4’表示焊条适用于向下立焊；第三、四位数字组合时表示焊接种类及药皮类型。
J为结构钢焊条,第3个数字,代表药皮类型:第一、二个数字代表焊缝金属抗拉强度。
4.焊条药皮的作用，药皮原材料的作用；答：1）药皮作用：保护作用：保护熔滴、熔池、焊接区，隔绝有害气体。
冶金处理作用：去除有害杂质，保护或添加有益元素，使焊缝抗气、抗裂性良好改善焊接工艺性能：使电弧容易引燃并稳定连续的燃烧，使焊缝飞溅小，成形美观，易于脱渣。
药皮原料作用：1、稳弧剂：改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性；2、造渣剂：造成具有一定物理性能、化学性能的熔渣，起到保护作用和改善焊缝成型。
3、造气剂：造气保护。
4. 脱氧剂：降低药皮中或熔渣的氧化性和脱除金属中的氧。
5. 合金剂：使焊缝补偿烧损和获得必要的合金成分。
6. 粘结剂：将涂料牢固的粘在焊芯上。
7. 增塑性：便于用机器压制焊条。
5. 焊条的工艺性能；答：J507，低氢型，电弧稳定性不好；J506加入了低电离势物质，K、Na，由于K、Na与F的亲和力大,形成KF、NaF，减少了氟离子的游离，交、直流均可焊接。
酸性焊条稳弧性好，可采用交流进行焊接。
6. 焊剂的分类；答：按制造方法分类：炼焊剂、粘接焊剂、烧结焊剂。
按焊剂化学成分分类：. 按SiO2含量分高、中、底型，按MnO含量分高、中、低和无锰剂型。
7.酸性焊条用Mn作为脱氧剂，而碱性焊条用Si、Mn、Ti作为联合脱氧剂的原因分析；（p62）答：在酸性渣中含有较多的SiO2和TiO2，它们与脱氧产物MnO生成复合物MnO·SiO2和MnO·TiO2，从而使(MnO)活度减小，因此脱氧效果好；而在碱性渣中，(MnO) )较大，不利于反应式的进行，因此不利于锰脱氧，且碱度较大，锰的脱氧效果较差。