材料连接原理课后答案全..上课讲义
材料成型传输原理课后答案（吴树森版）
材料成型传输原理课后答案（吴树森版）第⼀章流体的主要物理性质1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。
它包括液体和⽓体。
流体的主要物理性质有：密度、重度、⽐体积压缩性和膨胀性。
1-2某种液体的密度ρ=900 Kg／m3，试求教重度γ和质量体积v。
解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：∴质量体积为1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN／m2时体积为995cm3，当压为多少?强为1MN／m2时体积为1000 cm3，问它的等温压缩率kT公式(2-1):解：等温压缩率KTΔV=995-1000=-5*10-6m3注意：ΔP=2-1=1MN/m2=1*106Pa将V=1000cm3代⼊即可得到K=5*10-9Pa-1。
T注意：式中V是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所⽰，在相距h＝0.06m的两个固定平⾏乎板中间放置另⼀块薄板，在薄板的上下分别放有不同粘度的油，并且⼀种油的粘度是另⼀种油的粘度的2倍。
当薄板以匀速v＝0.3m/s被拖动时，每平⽅⽶受合⼒F=29N，求两种油的粘度各是多少?解：流体匀速稳定流动时流体对板⾯产⽣的粘性阻⼒⼒为平板受到上下油⾯的阻⼒之和与施加的⼒平衡，即代⼊数据得η=0.967Pa.s第⼆章流体静⼒学2-1作⽤在流体上的⼒有哪两类，各有什么特点?解:作⽤在流体上的⼒分为质量⼒和表⾯⼒两种。
质量⼒是作⽤在流体内部任何质点上的⼒，⼤⼩与质量成正⽐，由加速度产⽣，与质点外的流体⽆关。
⽽表⾯⼒是指作⽤在流体表⾯上的⼒，⼤⼩与⾯积成正⽐，由与流体接触的相邻流体或固体的作⽤⽽产⽣。
2-2什么是流体的静压强，静⽌流体中压强的分布规律如何?解：流体静压强指单位⾯积上流体的静压⼒。
静⽌流体中任意⼀点的静压强值只由该店坐标位置决定，即作⽤于⼀点的各个⽅向的静压强是等值的。
2-3写出流体静⼒学基本⽅程式，并说明其能量意义和⼏何意义。
解:流体静⼒学基本⽅程为：同⼀静⽌液体中单位重量液体的⽐位能可以不等，⽐压强也可以不等，但⽐位能和⽐压强可以互换，⽐势能总是相等的。
材料工程基础部分讲解及课后答案PPT课件
uz
0
积分得：
x
c1ea
2
a
2 a2
2 a3 ;
y
c2eb
2
b
2 b2
2 b3 ;
当 0时刻，x a, y b, z c 代入上式得：
z c3
c1
a
2 a3
c2
b
2 b3
又因：a b 0
c3 c
第3页/共39页
x
（a
2 a3
）ea
2 a
2 a2
2 a3
;
y （ a
2 ）ea
解：
，10m油m的
0.09807。Pa求 s 作 用 在 平
第15页/共39页
1-12 试确定下列各流场是否满足不可压缩流体的连续条件：
解：由流体的连续性方程 d divu 0得，当流体不可压缩
时，
d
divu 0 即：ux uy uz 0
x y z
（1）
ux x2 y2 uy 2xy uz 0
解：由题意，流体运动的速度的欧拉描述为
u u u x2; y 2; xz
x
y
z
dx d
ux
x2 ;
dy d
uy
y 2;
dz d
uz
xz
积分得： x
2
2
c1;
3
y c2e 3 ;
2
z c3e
代入已知条件τ=1时刻，质点p的坐标为（1，3，2）
求得：c1 3;
-1
c2 3e 3 ;
c2 2e2;
求 1 时刻的流线方程；
2 0时在a,b, c处流体质点的迹线。
解：（1） 由流线方程
材料力学的第五版(孙训方)课后题答案及解析
材料力学第五版课后答案[习题2-2]一打入基地内的木桩如图所示，杆轴单位长度的摩擦力f=kx**2，试做木桩的后力图。
解：由题意可得：33233110,,3/()3/(/)ll N fdx F kl F k F l F x Fx l dx F x l =====⎰⎰1有3[习题2-3] 石砌桥墩的墩身高m l10=，其横截面面尺寸如图所示。
荷载kN F 1000=，材料的密度3/35.2m kg =ρ，试求墩身底部横截面上的压应力。
解：墩身底面的轴力为：g Al F G F N ρ--=+-=)( 2-3图 )(942.31048.935.210)114.323(10002kN -=⨯⨯⨯⨯+⨯--=墩身底面积：)(14.9)114.323(22m A =⨯+⨯=因为墩为轴向压缩构件，所以其底面上的正应力均匀分布。
MPa kPa m kNA N 34.071.33914.9942.31042-≈-=-==σ[习题2-7] 图示圆锥形杆受轴向拉力作用，试求杆的伸长。
2-7图解：取长度为dx 截离体（微元体）。
则微元体的伸长量为：)()(x EA Fdx l d =∆ ，⎰⎰==∆l l x A dxE F dx x EA F l 00)()(l xr r r r =--121，22112112d x l d d r x l r r r +-=+⋅-=，2211222)(u d x l d d x A ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ，dx l d d du d x l d d d 2)22(12112-==+-du d d ldx 122-=，)()(22)(221212udu d d l du u d d l x A dx -⋅-=⋅-=ππ 因此，)()(2)()(202100udu d d E Fl x A dx E F dx x EA F l l l l⎰⎰⎰--===∆π lld x l d d d d E Fl u d d E Fl 011221021221)(21)(2⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ππ ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-+--=21221)(2111221d d l l d d d d E Fl π⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=122122)(2d d d d E Fl π214dEd Fl π=[习题2-10] 受轴向拉力F 作用的箱形薄壁杆如图所示。
材料科学基础课后习题及参考答案
绪论1、仔细观察一下白炽灯泡，会发现有多少种不同的材料每种材料需要何种热学、电学性质2、为什么金属具有良好的导电性和导热性3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体4、铝原子的质量是多少若铝的密度为cm3，计算1mm3中有多少原子5、为了防止碰撞造成纽折，汽车的挡板可有装甲制造，但实际应用中为何不如此设计说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类：黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨，为什么不用Al2O3制造铁锤晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶面的米勒指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向：（001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（322）与[236]，（257）与[111]，（123）与[121]，（102），（112），（213），[110]，[111]，[120]，[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为，O2-半径为，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃，NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，金钢石结构的空间利用率很低(只有％)，为什么它也很稳定9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25．9％；10、金属镁原子作六方密堆积，测得它的密度为克/厘米3，求它的晶胞体积。
材料连接原理课后答案全..
1.焊接热源有哪些共同要求？描述焊接热源主要用什么指标？(简05.07.09）答：能量密度高、快速实现焊接过程、得到高质量的焊缝和最小的焊接热影响区。
主要指标：最小加热面积、最大功率密度和正常焊接规范条件下的温度。
2.试述焊接接头的形成过程及对焊接质量的影响。
答：（1）预压阶段；（2）通电加热阶段；（3）冷却结晶阶段。
对焊接质量的影响：3.溶滴比表面积的概念及对焊接化学冶金过程的影响？答：熔滴的表面积Ag 与其质量 之比称为熔滴的比表面积S 。
熔滴的比表面积越大，熔滴与周围介质的平均相互作用时间越长，熔滴温度越高，越有利于加强冶金反应。
4.焊条熔化系数、熔敷系数的物理意义及表达式？真正反映焊接生产率的指标是什么？ 答：焊条金属的平均融化速度 ：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度；损失系数 ：在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发而损失的金属质量与熔化的焊芯质量之比；平均熔敷系数 （真正反映焊接生产率的指标），由于损失系数不等于零，单位时间内真正进入焊接熔池的金属质量称为平均熔敷速度。
5.试简述不锈钢焊条药皮发红的原因？有什么解决措施？（简05.08.10）答：药皮发红的原因：不锈钢焊芯电阻大，焊条融化系数小造成焊条融化时间长，且产生的电阻热量大，使焊条温度升高而导致药皮发红。
解决措施：调整焊条药皮配方，使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡，提高焊条的融化系数，减少电阻热以降低焊条的表面升温。
6.熔合比的表达式和影响因素？多层焊时，如果各层间的熔合比是恒定的，试推导第n 层焊缝金属的成分？答：表达式：影响因素：焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目、母材热物理性能等。
7.从传热学角度说明临界板厚δcr 的概念？某16Mn 钢焊件，采用手工电弧焊，能量E=15KJ/cm 求δcr ？答：由传热学理论知道：在线能量一定的情况下，板厚增加冷却速度Wc 增大，冷却时间t8/5变短，当板厚增加到一定程度时，则Wc 和t8/5不再变化，此时板厚即为临界板厚δcr 。
材料成型基本原理课后答案
1 表面张力—表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。
2 粘度－表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。
或作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。
3 表面自由能(表面能)－为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。
4 液态金属的充型能力－液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力。
5 液态金属的流动性－是液态金属的工艺性能之一，与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。
6 铸型的蓄热系数－表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。
7 不稳定温度场－温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场稳定温度场－不随时间而变的温度场（即温度只是坐标的函数）：8 温度梯度—是指温度随距离的变化率。
或沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。
9 溶质平衡分配系数K0—特定温度T*下固相合金成分浓度CS*与液相合金成分CL*达到平衡时的比值。
10 均质形核和异质形核－均质形核(Homogeneous nucleation) ：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，亦称“自发形核” 。
非均质形核(Hetergeneous nucleation) ：依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程，亦称“异质形核”。
11、粗糙界面和光滑界面－从原子尺度上来看，固－液界面固相一侧的点阵位置只有50％左右被固相原子所占据，从而形成一个坑坑洼洼凹凸不平的界面层。
粗糙界面在有些文献中也称为“非小晶面”。
光滑界面—从原子尺度上来看，固－液界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子占满，只留下少数空位或台阶，从而形成整体上平整光滑的界面结构。
也称为“小晶面”或“小平面”。
12 “成分过冷”与“热过冷”－液态合金在凝固过程中溶质再分配引起固－液界面前沿的溶质富集，导致界面前沿熔体液相线的改变而可能产生所谓的“成分过冷”。
材料科学基础课后习题答案讲解
材料科学基础课后习题答案讲解简述一次键和二次键区别答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。
其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。
一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。
二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。
二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。
6、为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？答：材料的密度与结合键类型有关。
一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。
相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。
共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。
9、什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。
答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。
即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。
两相组织是指具有两相的组织。
单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。
晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。
单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。
等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。
对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。
如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。
如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。
10、说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。
材料连接原理答案
焊接：冶金连接成型是通过加热或加压（或俩者并用）使俩个分离的表面达到晶格距离，并形成金属健而获得不可拆的接头的工艺过程主要用于金属材料的连接，通常称为焊接。
与机械连接的区别：机械连接是通过机械力来实现的，随机械力的消除，接头可以松动或拆除，而焊缝不可拆除是通过金属健实现的。
从理论上说明怎样才能实现焊接过程？采用什么样的工艺才能实现焊接？答1.理论上讲，就是当2个被连接的固体材料表面接近到相距r A时就可以在接触表面进行扩散、再结晶等物理化学过程，从而形成键合，达到冶金连接的目的2.①对被连接件施加压力：目的是破坏接触表面的氧化膜使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触②对被连接件材料加热（整体或局部）。
对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力。
焊接方法分类和发展？分类：①熔化焊典型的液相连接②钎焊液固相连接③压焊固相连接发展：新的扩散连接方法不断涌现，如瞬间液相扩散连接，超塑性成型焊接热源的共同要求及指标？要求：能量密度高度集中，快速实现焊接过程，并保证得到致密而强韧的焊缝和最小的焊接热影响区。
指标：①最小加热面积②最大功率密度③正常规范条件下的温度熔池和一般铸锭结晶过程相比有何特点；焊接热过程特点？答：1. ①熔池体积小，加热温度高，冷却速度快；②热源移动结晶过程连续进行并随熔池前进；③液态金属中不同部位其温度不均匀性巨大，中心过热；④原始成分不均匀，因熔池存在时间短而来不及均匀化2. ①加热温度高②加热速度快③高温停留时间短④自然条件下连续冷却⑤局部加热熔合比的表达式和影响因素？在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比θ。
θ= Fp / (Fp +Fd) Fp——焊缝中母材所占的面积 Fd ——焊缝截面中填充金属所占的面积影响因素：焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目及母材的热物理性质、焊接材料种类、焊条（焊丝）的倾角等。
材料成形基本原理课后习题答案
第一章习题1 . 液体与固体及气体比较各有哪些异同点？哪些现象说明金属的熔化并不是原子间结合力的全部破坏？（2）金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说明：①物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。
金属熔化时典型的体积变化∆V m/V为3%~5%左右，表明液体的原子间距接近于固体，在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。
②金属熔化潜热∆H m约为气化潜热∆H b的1/15~1/30，表明熔化时其内部原子结合键只有部分被破坏。
由此可见，金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏，液体金属内原子的局域分布仍具有一定的规律性。
2 . 如何理解偶分布函数g(r) 的物理意义？液体的配位数N1、平均原子间距r1各表示什么？答：分布函数g(r) 的物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几率，换言之，表示离开参考原子(处于坐标原子r=0)距离为r的位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。
N1 表示参考原子周围最近邻(即第一壳层)原子数。
r1 表示参考原子与其周围第一配位层各原子的平均原子间距，也表示某液体的平均原子间距。
3．如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”？试举几个实验例证说明液态金属或合金结构的近程有序（包括拓扑短程序和化学短程序）。
答：（1）长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的，液体结构宏观上不具备平移、对称性。
近程有序是指相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停“游荡”着的局域有序的原子集团（2）说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证①偶分布函数的特征对于气体，由于其粒子（分子或原子）的统计分布的均匀性，其偶分布函数g(r)在任何位置均相等，呈一条直线g(r)=1。
晶态固体因原子以特定方式周期排列，其g(r)以相应的规律呈分立的若干尖锐峰。
而液体的g(r)出现若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋于直线g(r)=1，表明液体存在短程有序的局域范围，其半径只有几个原子间距大小。
材料连接原理与工艺-绪论课件
压焊工艺
压焊工艺是通过施加压力使待连接的 金属部分紧密结合在一起的方法。常 见的压焊工艺包括电阻焊、超声波焊、 摩擦焊等。
压焊工艺的特点是连接强度高、变形 小、无污染，适用于大批量生产和自 动化生产。但同时，压焊工艺对被连 接材料的表面质量要求较高，且需要 特定的设备和工具。
钎焊工艺
钎焊工艺是利用熔点低于母材的钎料作为媒介，将母材加热至钎料熔化，通过液态钎料的润湿和毛细作用填满母材间的间隙 ，从而实现连接的方法。常见的钎焊工艺包括火焰钎焊、感应钎焊、真空钎焊等。
信息化管理
通过信息化手段对材料连 接过程进行实时监控和管 理，提高生产效率和产品 质量。
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压焊原理
压焊原理是指通过施加压力，使两个待连接的金属材料紧 密接触并产生塑性变形，从而实现连接的方法。压焊具有 连接强度高、可靠性好等特点，广泛应用于电子、电器、 航空等领域。
压焊过程中，需要使用压力设备，如液压机、气压机等， 同时需要控制压力大小和压力时间等参数，以保证焊接质 量。此外，压焊前需要对金属材料进行表面处理，如清洗 、打磨等，以去除杂质和氧化膜，提高焊接质量。
3
超声波连接技术
超声波连接具有快速、高效、低成本等优点，在 连接各种异种材料时具有较大优势。
智能化与自动化的发展趋势
01
02
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智能连接设备
随着工业4.0的推进，智能 化的连接设备将成为主流， 如智能焊接机器人、智能 钎焊设备等。
自动化生பைடு நூலகம்线
自动化生产线的建设将进 一步提高材料连接的效率 和稳定性，减少人为因素 对连接质量的影响。
注。
功能材料
随着科技的发展，各种功能材料 不断涌现，如半导体材料、光子 晶体等，其连接技术对于发挥材
材料力学第五版课后习题答案修订版
材料力学第五版课后习题答案Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】二、轴向拉伸和压缩2-1试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力，并作轴力图。
（a）解：；；（b）解：；；（c）解：；。
(d)解：。
2-2 试求图示等直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，试求各横截面上的应力。
解：2-3试求图示阶梯状直杆横截面1-1，2-2和3-3上的轴力，并作轴力图。
若横截面面积，，，并求各横截面上的应力。
解：2-4 图示一混合屋架结构的计算简图。
屋架的上弦用钢筋混凝土制成。
下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成，其截面均为两个75mm×8mm的等边角钢。
已知屋面承受集度为的竖直均布荷载。
试求拉杆AE和EG横截面上的应力。
解：=1）求内力取I-I分离体得（拉）取节点E为分离体，故（拉）2）求应力75×8等边角钢的面积A=11.5 cm2(拉)（拉）2-5(2-6)图示拉杆承受轴向拉力，杆的横截面面积。
如以表示斜截面与横截面的夹角，试求当，30，45，60，90时各斜截面上的正应力和切应力，并用图表示其方向。
解：2-6(2-8) 一木桩柱受力如图所示。
柱的横截面为边长200mm的正方形，材料可认为符合胡克定律，其弹性模量E=10 GPa。
如不计柱的自重，试求：（1）作轴力图；（2）各段柱横截面上的应力；（3）各段柱的纵向线应变；（4）柱的总变形。
解：（压）（压）2-7(2-9)一根直径、长的圆截面杆，承受轴向拉力，其伸长为。
试求杆横截面上的应力与材料的弹性模量E。
解：2-8(2-11)受轴向拉力F作用的箱形薄壁杆如图所示。
已知该杆材料的弹性常数为E，，试求C与D两点间的距离改变量。
解：横截面上的线应变相同因此2-9(2-12) 图示结构中，AB为水平放置的刚性杆，杆1，2，3材料相同，其弹性模量E=210GPa，已知，，，。
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1.焊接热源有哪些共同要求？描述焊接热源主要用什么指标？(简05.07.09）答：能量密度高、快速实现焊接过程、得到高质量的焊缝和最小的焊接热影响区。
主要指标：最小加热面积、最大功率密度和正常焊接规范条件下的温度。
2.试述焊接接头的形成过程及对焊接质量的影响。
答：（1）预压阶段；（2）通电加热阶段；（3）冷却结晶阶段。
对焊接质量的影响：3.溶滴比表面积的概念及对焊接化学冶金过程的影响？答：熔滴的表面积Ag与其质量之比称为熔滴的比表面积S。
熔滴的比表面积越大，熔滴与周围介质的平均相互作用时间越长，熔滴温度越高，越有利于加强冶金反应。
4.焊条熔化系数、熔敷系数的物理意义及表达式？真正反映焊接生产率的指标是什么？答：焊条金属的平均融化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度；损失系数：在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发而损失的金属质量与熔化的焊芯质量之比；平均熔敷系数（真正反映焊接生产率的指标），由于损失系数不等于零，单位时间内真正进入焊接熔池的金属质量称为平均熔敷速度。
5.试简述不锈钢焊条药皮发红的原因？有什么解决措施？（简05.08.10）答：药皮发红的原因：不锈钢焊芯电阻大，焊条融化系数小造成焊条融化时间长，且产生的电阻热量大，使焊条温度升高而导致药皮发红。
解决措施：调整焊条药皮配方，使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡，提高焊条的融化系数，减少电阻热以降低焊条的表面升温。
6.熔合比的表达式和影响因素？多层焊时，如果各层间的熔合比是恒定的，试推导第n层焊缝金属的成分？答：表达式：影响因素：焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目、母材热物理性能等。
7.从传热学角度说明临界板厚δcr的概念？某16Mn钢焊件，采用手工电弧焊，能量E=15KJ/cm求δcr？答：由传热学理论知道：在线能量一定的情况下，板厚增加冷却速度Wc增大，冷却时间t8/5变短，当板厚增加到一定程度时，则Wc和t8/5不再变化，此时板厚即为临界板厚δcr。
δ==1.95cr cm8.手工电弧焊接厚12mm的MnMoNbB钢，焊接线能量E=2kj/cm,预热温度为50度，求t8/5?附λ=0.29J/(cm s℃) CP=6.7 J/(cm s℃)85000.731.20.750.55,0.982-T 800-T cr cr cm cm cm E t s δδδπλ===>==11（+）=5009.直流正接为何比直流反接时焊缝金属熔氢量高？答：（1）直流正接：工件接正极。
直流反接：工件接负极。
（2）带电质点H + 在电场作用下只溶于阴极（3）处于阴极的熔滴不仅温度高而且比比表面积大，其溶氢量大于熔池处于阴极时的溶氢量。
10.一：试简述氮对低碳合金钢焊缝金属性能的影响？（简05.07.08.09.10）答：（1）N 引起焊缝金属时效脆化，使焊缝金属强度提高，塑性韧性降低，尤其是低温韧性；（2）促使焊缝产生氮气孔；（3）N 有时是有益的，但必须有弥散强化元素存在并在正火条件下使用。
控制含氮量的措施：（1）焊接区中的氮主要来自空气，必须加强对焊接区机械保护（2）合理选择焊接工艺参数（3）利用合金元素控制焊缝含氮量。
碳的氧化引起熔池沸腾，有利于氮逸出，同时炭氧化生成CO 、CO2，加强焊接区保护降低氮的分压，因此碳可降低氮在金属中的溶解度；选含有能够生成氮化物元素的焊丝进行焊接，这些元素与氮的亲和力大易形成稳定的氮化物，并通过熔渣排出氮化物，因此有效的控制焊缝中的含氮量。
综上所述，加强保护是控制焊缝含氮量的最有效措施。
二：试简述氢对结构钢焊接质量的影响？答：氢脆；白点；气孔；冷裂纹；组织变化。
控制含氢量措施：（1）限制氢的来源：限制焊接材料中的含氢量，焊前要对焊条和焊剂进行严格的烘干；气体保护焊所用的气体，焊丝和工件表面的油污、铁锈和水分都是氢的重要来源。
（2）进行冶金处理：通过适当的化学冶金反应，降低气相中的氢分压，从而降低氢在液态金属中的溶解度（3）控制焊接材料的氧化还原势（4）在焊条药皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素（5）控制焊接工艺参数（6）焊后脱氧处理：焊后把工件加热到一定温度，促使氢扩散外逸总之，对氢的控制首先应限制氢的来源；其次应防止氢溶入金属；最后应对溶入金属的氢进行脱氧处理。
三：试简述氧对焊接质量的影响？答：（1）随着焊缝含氧量增加，焊缝强度、塑性、韧性下降；尤其是焊缝的低温冲击韧性急剧下降，引起焊缝红脆、冷脆，时效硬化倾向增加；（2）影响焊缝金属的物理化学性能，如降低导电性、导磁性、耐蚀性等；（3）形成CO 气孔；（4）造成金属飞溅，影响焊接过程的稳定性；（5）焊接过程中导致合金元素的氧化损失将恶化焊接性能；综上，氧对焊接过程及焊缝是有害的，但在特殊情况下具有氧化性是有利的。
11.试以硅的沉淀脱氧为例，叙述提高脱氧效果的途径？（简08）答：（1）硅的百分含量升高，氧化亚铁的百分含量降低（2）B增加和减少渣中的二氧化硅，二氧化硅百分含量降低，氧化亚铁的百分含量降低（3）温度降低，反应向右进行，氧化亚铁的百分含量降低12.为何酸性焊条宜用锰铁脱氧？而碱性焊条宜用硅锰联合脱氧？为什么要控制W[Mn]/W[Si]的比值？（问06.09.11）答：增加锰在金属中的含量，或减少MnO的活度，都可以提高脱氧效果。
酸性焊条宜用锰铁脱氧：[Mn]+[FeO]=[Fe]+(MnO)，在酸性渣中含SiO2和TiO2较多，脱氧产物转化为MnO·SiO2和MnO·TiO2复合物,减少了MnO的活度系数，提高了脱氧效果。
碱性焊条宜用硅锰联合脱氧：在碱性渣中MnO活度系数较大，不利于Mn的脱氧，而且碱度越大，脱氧效果越差。
故碱性焊条不宜用锰铁脱氧。
[Si]+2[FeO]=2[Fe]+(SiO2),SiO2与MnO生成复合物MnO·SiO2，使MnO活度系数降低。
而MnO·SiO2密度小、熔点低，易易于上浮到渣中，故碱性焊条宜用硅锰联合脱氧。
W[Mn]/W[Si]过大，出现固态MnO；W[Mn]/W[Si]过小，出现固态SiO2；均会导致焊缝中夹杂物过多，只有W[Mn]/W[Si]合理时，才会生成低熔点的不饱和液态硅酸盐，使焊缝中的含氧量降低。
13.酸型焊条熔敷金属为何氧含量较高？（简09）答：（1）酸型焊条采用锰脱氧不如碱性焊条锰硅联合脱氧效果好（2）酸型焊条碱度B小，有利于渗硅反应的进行，使焊缝含氧较高（3）酸型焊条为了控氢的目的，导致焊缝含氧14.试简述低氢焊条熔敷金属含氢量低的原因？（简05.10）答：（1）药皮中不含有机物，清除了一个主要氢源；（2）药皮中加入了大量的造气剂CaCO3、降低了PH2；（3）CaF2的去氢作用；（4）焊条的烘干温度高。
15.为什么碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大？而碱性焊条焊缝含氢量比酸性焊条低？答：碱性焊条熔渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物较少，FeO的活度大，易向焊缝金属扩散，使焊缝增氧。
因此在碱性焊条药皮中一般不加入含FeO的物质，并要求清除焊件表面的铁锈和氧化皮，否则不仅会增加焊缝中的氧，还可能产生气孔等缺陷，所以碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大。
碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条低，是因为碱性焊条的药皮氧化势小的缘故。
16.J422焊条药皮中含W（TiO2）=28%，W(SiO2)=26.5%，W(CaO)=10.6%，W(锰铁)=12%，焊芯含W[Si]=0.02%，W[O]=0.01%，而熔敷金属中却含W[Si]=0.15%，W[O]=0.05%，试分析其原因。
答：该焊条酸性焊条，焊后视像为[Si]和[O]含量增多，熔渣与液态铁发生渗硅反应，酸性焊条有利于渗碳（SiO2）+2[Fe]=[Si]+2[FeO]。
反应结果使焊缝中增加Si.FeO大部分进入熔渣，一小部分进入液态钢中使焊缝增氧。
4（TiO2）=2[Ti2O3]+[O2]释放出O2，该气氛中的氧化性气体使铁氧化存在置换氧化，其中熔渣中（SiO2）.（TiO2）的置换氧化是主要增氧的途径。
熔渣中含有的大量SiO2及Mn-Fe增加了渗硅反应的可能性，渗硅反应较激烈使[Si]大大增加。
17.综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。
答：氧化：碱性渣使FeO更易向金属分配；脱氧：碱性渣使FeO活度大，扩散脱氧能力比酸性渣差；脱硫：碱性渣中MnO、CaO及MgO含量多利于脱硫；脱磷：增加熔渣的碱性可减少焊缝中的含磷量，酸性渣脱磷效果较差；合金过渡：当合金元素的氧化物与熔渣酸碱的性质一致时，有利于合金元素的过渡，使过渡系数提高。
18.试分析说明钛钙型（J422）焊条与碱性低氢型（J427）焊条，在使用工艺性和焊缝力学性能方面有哪些差别？答：其他工艺性能如全位置焊接性，融化系数等差别不大。
机械性能对比：钛钙型（J422）：S、P、N控制较差，冷脆性、热裂纹倾向大；【O】高，氧化夹杂多，韧性低；【H】高，抗冷裂能力差碱性低氢型（J4277）：杂质S、P、N低；【O】低，氧化夹杂少；【H】低故低氢型焊条的塑性，韧性及抗裂性较酸性的钛钙型大大提高，但其焊接工艺性能较差，对于铁锈，油污，水份等很敏感。
19.试简述药芯焊丝的特性？（简05.10）答：（1）熔敷速度快，因而生产效率高；（2）飞溅小；（3）调整熔敷金属成分方面；（4）综合成本低。
20.CO2焊接低合金钢一般选用何种焊丝？试分析其原因？（问05.08.10）答：应选用Si、Mn等脱氧元素含量较高的焊丝，常用的如：H08Mn2SiA。
（1）CO2具有较强的氧化性，一方面使焊丝中有益的合金元素烧损，另一方面使熔池中【FeO】含量升高。
（2）如焊丝中不含脱氧元素或含量较低，导致脱氧不足，熔池结晶后极易产生CO气孔。
（3）按一定比例同时加入Mn、Si联合脱氧，效果较好。
21.焊接熔池的结晶和铸锭的结晶过程有何区别？答：焊接熔池的熔池温度高，存在时间短，冶金过程进行不充分，氧化严重，热影响区大，冷却速度快，洁净易生成粗大的柱状晶。
22.试简述接头偏析的种类和产生原因？（简08）答：宏观偏析：由于柱状晶倾向性方向使杂质偏聚于晶间及部分地区溶质浓度升高。
（1）层状偏析：周期性分布产生于焊缝的层状偏析，是结晶速度周期性变化引起的。
（2）焊道中心偏析：结晶由未熔化母材处向焊缝中心结晶，使杂质推往最后凝固的熔池中心而形成。
（3）焊道偏析：多道、多层焊时在层间、道间形成的成分偏析。
（4）弧坑偏析：收弧处熔池未能填满，凝固时大量杂质无法排出及成分扩散不均匀而导致偏析。
23.微量Ti、B改善焊缝金属韧性的机理？（简09）答：一Ti和氧的亲和力很大，使焊缝中的Ti以微小颗粒氧化物的形式（TiO）弥散分布于焊缝中，促进焊缝金属晶粒细化。