焊接冶金与焊接性

1.铝及铝合金焊接时存在的主要问题是什么？

答：主要存在气孔和热裂纹和软化问题

（1）气孔的存在降低了焊缝的致密性和耐蚀性，易形成应力集中从而降低了接头的强度，塑性、气孔可分为；临近焊缝表面的皮下气孔、焊缝中部或根部的密集气，熔合区边界的氧化膜气孔。（2）热裂纹可能出现在焊缝，焊接热影响区、以及焊缝的弧坑处，焊缝中的热裂纹属于结晶裂纹，热影响区中的热裂纹主要是液化裂纹。（3）热处理强化铝合金及焊前经过冷作硬化的非热处理强化铝合金，热影响区的强度和硬度相对于原来的母材会有不同程度的降低及软化；软化可分为：非时效强化铝合金的软化，时效强化铝合金的软化。

2. 铝及铝合金的焊接工艺要点是什么？

答：（1）焊接方法：应根据合金牌号，焊件厚度，产品结构以及焊接质量要求加以选择，其方法包括：钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊、变极性等离子弧焊、激光和电子束焊、搅拌摩擦焊等（2）焊接材料：选择时要充分考虑接头的力学性能，抗裂性及抗腐蚀性，并结合母材及成分，产品的具体实施条件和结构的刚性等（3）接头设计：应根据材料的厚度，焊接方法、焊接位置有无衬垫和是否清根等条件进行接头设计，合理选择接头类型和坡形式。（4）焊接参数：焊接参数的选定要考虑接头的形式，尺寸及焊缝成型的要求，同时要考虑对气孔、裂纹和接头软化成程度的影响。（5）焊前准备：主要包括焊前清理，施加垫板，焊前预热（6）焊后处理：主要为及时清理焊后留在焊缝区及临近区的残存熔滴和焊渣。

3.钛及钛合金的类型和牌号有那些？

答：工业纯钛（TA0.TA1.Ta3）α型钛合金（TA4 TA6 TA7），α+β型钛合金（TC3.TC1.TC4.TC6.TC11）β型钛合金（TB2.TB4）

4.钛及钛合金的焊接性

答：（1）间隙渣滓引起的接头力学性能变化。钛及钛合金在常温下能与氧气形成致密的氧化膜而保持很高的稳定性和耐蚀性，但是在高温下，钛及钛合金吸收氧气氮气和氢气能力很强，对焊接接头力学性能产生较大的影响。（2）焊接裂纹；钛及钛合金中S P 和C等渣滓很少，晶界上低熔点共晶不易形成，结晶温度区间窄，加之焊接凝固时收缩小，因此出现焊接热裂纹可能性很小。（3）气孔；气孔是焊接钛合金时比较为普遍的缺陷，其特点是分布在融合线附近，主要为氢气孔，是由于氢气在钛中的溶解度在凝固时存在突变和随温度的升高而降低造成的（4）焊接热影响区的组织变化，包括相和晶粒尺寸的变化

5.钛及钛合金的焊接工艺要点是什么？

答：（1）焊接方法；选择焊接方法时，主要考虑钛合金的物理性能，化学性能和冶金学特点，还要兼顾工件与结构的尺寸，应选择能量集中的焊法，同时采用很好的保护方法（2）焊接材料；钛及钛合金一般可以选择与母材成分相同的焊丝，也可选择强度略低于母材的焊丝，以提高结构的韧性。（3）焊前准备；主要包括板材切割、坡口设计和加工、表面清理，（4）焊接参数；钛及钛合金焊接时都有晶粒粗化的倾向，尤其β型钛合金最为显著，为防止晶粒粗化，应采用较小的焊接热输入，但也要注意输入过低造成的不利影响（5）焊后处理；焊后热处理可以调整钛及钛合金焊缝级热影响区的微观组织，从而改善焊接接头的性能，一般采用真空退火工艺，而对α+β型钛合金来讲，可以采用淬火+时效+焊接+局部退火或者淬火+焊接+退火。

6.焊接灰铸铁时主要存在的问题是什么？

答：（1）焊接接头容易出现白口（渗碳组织）及淬硬组织（2）焊接接头易出现裂纹。（3）低碳钢和镍基铸铁焊接时易出现热裂纹。

7. 灰铸铁异质焊缝的电弧冷焊的工艺要点

答：焊前准备工作要做好，焊接电流要适当的小，采用焊道断续分散焊接。焊接是时候要用小锤敲击减少应力。

8. 什么是焊接性，其内涵是什么

答:焊接性是金属材料是否能适应焊接加工面形成完整的具有一定使用性能的焊接接头的特性，内涵：一是金属在进行焊接加工中是否容易产生缺陷；二是所形成的焊接接头在一定使用条件下的可靠运行的能力。

9.什么是工艺焊接性，什么是使用焊接性？

答：工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。使用焊接性是指焊接头满足某种使用性能的能力，通常包括常规的力学性能、持久强度以及抗腐蚀性和耐磨性。

10.影响焊接性因素有那些？选择焊接性实验方法的原则。

答：因素：材料因素、工艺因素、结构因素、使用条件。原则：可比性，针对性，再现性，经济性。

11.焊接性实验内容有哪些？

答：评价焊缝金属抵抗产生热裂纹的能力、评价焊缝和热影响区金属抵抗产生冷裂纹的能力、评价焊接接头抵抗脆性转变的能力、评价焊接接头的使用性能

12.常用的工艺焊接性试验方法的应用范围

答：（1）碳当量的间接测试法；估计低合金钢淬硬及裂纹敏感性的方法、适用于强度系数较高的（500—1000Mpa）的调制态和非调制态的低合金高强度钢。（2）可调拘束裂纹产生的实验法：在焊缝凝固的后期，施加不同的应变值，研究产生裂纹的规律，主要用于研究各类的热裂纹。（3）斜Y形坡口裂纹实验法：广泛用于打底焊缝及其热影响区冷裂纹倾向，一般认为在这种实验中的裂纹率不超过20%则实际结构焊接时不会产生裂纹。（4）插销实验法：主要用于考核热影响区的氢致延迟裂纹的敏感性，也可以用于考核再热裂纹的层状撕裂等的敏感性。（4）鱼骨状裂纹实验法：考核焊接热裂纹敏感性实验主要用于评定铝合金和钛合金薄板焊缝及热影响区的热裂纹敏感性。（5）刚性固定对接裂纹实验法：适用于碳钢，低合金钢，焊条电弧焊，埋弧焊和气体保护焊工艺方法可以用于钢材及焊接材料对接接头的抗裂性对比及焊接工艺性实验。

13.灰铸铁同质焊缝的焊接方法有那些？

答：（1）电弧热焊：将工件或者有缺陷的部位预热到600—700°（暗红色）以后进行焊补，焊后进行缓冷的铸铁焊补工艺，用于厚度大于10mm的缺陷焊件。（2）气焊：利用氧—乙炔的火焰加热焊条（＜3400°）进行铸铁缺陷焊补的方法（薄壁件，刚度较小，厚度＜10mm）（3）电弧冷焊：焊工条件好，焊接成本低，过程短。适用于预热困难或者不易预热的焊件。

14.灰铸铁的异质焊缝的焊接方法有那些。

答：异质焊缝的电弧冷焊；灰铸铁的钎焊（黄铜）

15.铜及铜合金焊接过程中容易产生的问题是什么

答：（1）铜的导热率比铁的大，散热快，焊接时母材难以融化焊缝难以成型。（2）渣滓元素多，热裂纹倾向大。（3）气孔较为严重（4）接头处的塑性严重变坏，导电性下降，耐腐蚀性下降。

16.铜及铜合金的焊接工艺要点。

答：（1）焊接材料：焊条均采用底氢形药皮，且在药皮中添加硅铁，锰铁、钛铁、铝铁和铝铜等金属粉，对于纯铜一般选着含有Si、P、T脱氧剂的无铜焊丝，气焊通用焊剂主要有硼酸盐、卤化物或者他们的混合物。（2）接头设计：应采用散热条件下对称的对接接头，端接接头并根据目材厚度和焊接方法不同制备相应的坡口。（3）焊接方法及工艺：高硅量密度常用的方法有气焊、焊条电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊和电子束焊。

17.低合金高强度钢的焊接性如何

答：（1）热轧钢和正火钢①具有较好的抗热裂纹能力，但当材料成分不合格而发生严重偏析