焊接冶金学题

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，非自发形核

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。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。

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：金属材料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。

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.再热裂纹：焊后再加热，为了消除应力退火或在高温工作时500-700摄氏度

产生的裂纹。

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。

14.热裂纹:是在焊接高温时晶沿界断裂产生的。冷裂纹：是焊后冷至较低温度

产生的。

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。措施：

a.限制焊接材料中的氢含量，制造低氢和超低氢型焊接材料和焊剂时，应尽

量选用不含或含氢量少的材料。b.清除焊件和焊丝表面上的铁锈，油污，吸附水等杂质。c.冶金处理：在药皮中加入氟化物，控制焊接材料的氧化还原势，在药皮或焊芯中加入微量的稀土和稀散元素，控制焊接工艺参数，焊后除氢处理。

2.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？

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。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氮是促使焊缝金属时效脆化的元素。措施：a焊接区保护的影响，液态金属脱氮比较困难，所以控制氮的主要措施是加强保护，防止空气和金属作用。b焊接参

数影响，增加电弧电压。导致保护变坏，氮与熔滴的作用时间增长，故使含氮量增加，在熔渣保护不良情况下，电弧长度对焊缝含氮量影响显著，为减少含氮量应采用短弧焊，增加电流，熔滴过度频率增加，氮与熔滴作用时间缩短含氮量下降，增加焊丝直径可是含氮量下降。c合金元素的影响，增加焊丝或药皮中的含碳量可降低含氮量。

3.CO2保护焊焊接低合金时，应采用什么焊丝？为什么？

H08AMn2Si,。用普通焊丝时，焊丝中Mn，Si含量不足，起脱氧作用会很差，由于碳的氧化在焊缝中产生气孔，同时合金元素烧损，焊缝含氧量增大，所以CO2保护焊焊接应用H08AMn2Si型焊丝，以利于脱氧获得优质焊缝。

4.为什么酸性焊条用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条用硅铁，锰铁和钛铁作为脱

氧剂？

在酸性渣中含有较多的SiO2和TiO2，他们与脱氧产物MnO生成复合物MnO. SiO2和MnO.TiO2,从而使γMnO减小，因此脱氧效果较好。相反，在碱性渣中γMnO 较大，不利于锰脱氧，且碱度越大，锰脱氧越差，由于这个原因一般酸性焊条用锰铁做脱氧，而碱性焊条不单独用锰铁脱氧。

5.综合分析熔渣中的CaF2对焊接化学冶金中所起的作用？

：造渣。药皮中的CaF2高温可分解出氟，或者与水玻璃等化合物形成NaF、KF，再与含氢物质形成不溶于金属的HF。这样就使焊缝中的含氢量极低。所获得焊缝金属的塑性、韧性好，具有良好的抗裂性，使用于焊接重要的焊接结构和大多数的合金钢。

6.综合分析碱性焊条药皮中CaF2所起的作用及对焊缝性能的影响？

可发生反应：CaF2+2H= Ca+2HF，CaF2 +H2O= CaO+2HF，反映获得的产物HF是比较稳定的气体，高温时不易发生分解，也不溶于液体金属中，由于HF生成后与焊接烟尘一起挥发了,所以降低了熔池金属中的含氢量。对焊缝性能的影响：提高韧性和塑性，消除氢气孔，并抑制冷裂纹的产生，提高焊缝金属的机械性能。

7.是对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能，冶金性能和焊缝金属的力学性

能?

1酸性焊条它是药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。这类焊条的工艺性能好，其焊缝外表成形美观、波纹细密。由于药皮中含有较多的Feo、Ti02、SiO2：等成分，所以熔渣的氧化性强。酸性焊条一般均可采用交、直流电源施焊。典型的酸性焊条为E4303(J422)。

2．碱性焊条焊接时稳弧性不好只好采用直流反接进行焊接，它的脱渣性较差。它是药皮中含有多量碱性氧化物的焊条。由于焊条药皮中含有较多的大理石、萤石等成分，它们在焊接冶金反应中生成C02和HF，因此降低了焊缝中的含氢量。所以碱性焊条又称为低氢焊条。碱性焊条的焊缝具有较高的塑性和冲击韧度值，一般承受动裁的焊件或刚性较大的重要结构均采用碱性焊条施工。典型的碱性焊条为E5015(J507)。

8.低氢型焊条为什么对于铁锈，油污，水分很敏感？

由于这类焊条的熔渣不具备氧化性，所以一旦有氢侵入熔池将很难脱出。所以，低氢型焊条对于铁锈油污水分很敏感。

9.简述熔池的结晶形态，分析结晶速度，温度梯度和溶质形态影响？

晶体形态主要是柱状晶和少量等轴晶，每个柱状晶有不同的结晶形态（平面晶，