武汉理工 焊接冶金学 期末重点答案
《焊接冶金学》知识点总结
焊接冶金学，焊接科学中的战斗机，O Ye！1.对被焊材质经过加热加压或者二者并用的方法，并且用或者不用填充材料，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叫焊接。
2.当被焊接的固体金属表面接近相距ra时，就可以在接触面上进行扩散，再结晶等物理化学过程，从而形成金属健，达到焊接的目的。
（原子间的作用力随距离变化的图中，在ra的距离时，吸引力最大。
）3.焊接过程中加压，目的是为了破坏工件表面的氧化物，使结合处增大有效接触的面积，从而达到紧密接触，行成化学键。
4.对被焊工价加热，是为了使金属结合处达到塑性或熔化状态，破坏氧化膜，降低金属的变形阻力，同时增加原子的振动能，促进扩散，再结晶，化学反应和结晶过程的进行。
5.金属成功焊接所需的压力和温度是有关系的，压力大，则温度低，反之亦然。
6.一般焊接和钎焊的区别是：钎焊母材没有熔化，所以只有钎料和母材间原子相互渗透的机械组合，而没有形成共同晶粒，但是一般熔化焊接是通过原子的扩散形成共同晶粒的。
7.粘贴是靠粘贴剂与母材之间的粘合作用，一般讲没有原子的相互渗透和扩散。
8.高频感应热是利用高频感应所产生的二次电流作为热源，实质上也是电阻热的另一种形式。
这种方法热量高度集中，所以可以实现很高的焊接速度，如高频焊管等，但对于不锈钢和铝等不易导磁的金属难以实现高频焊接。
9.电子束焊接，在真空中利用高速运动的电子撞击金属表面，使之加热熔化，达到焊接的目的。
由于在真空中所以焊接质量比较好而且可焊接得较深的焊缝。
10.等离子焊接，就是利用等离子电弧，是将普通电弧压缩形成的高能量密度的电弧经行焊接。
11.热焊接性，冶金焊接性，工艺焊接性：分别指在不同的热循环，不同冶金过程，和不同的焊接工艺，所能得到优质焊缝的能力。
12.使用焊接性：整个焊接接头能满足技术规范和使用性能的程度。
13.焊接接头形成过程，一般包括：加热，熔化，液晶反应，凝固和固态相变。
14.焊接的化学冶金过程：指高温时进行的氧化，还原，脱硫，脱磷等反应，可以影响最终的成分，组织和性能。
焊接冶金学习题答案汇总
焊接冶金学习题答案汇总第一章焊接化学冶金1、什么是焊接化学冶金？它的主要研究内容和学习的目的是什么答：焊接化学冶金指在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下的相互作用反应。
它主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。
研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。
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？答：调控焊缝化学成分的两种手段：1）、对熔化金属进行冶金处理；2）、改变熔合比。
怎样影响焊缝化学成分：1）、对熔化金属进行冶金处理，也就是说，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊接成分；2）、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比，改变熔合比可以改变焊缝金属的化学成分。
3、焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？答：焊接区内气体的主要来源是焊接材料，同时还有热源周围的空气，焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等，在焊接时也会析出气体。
产生：①、直接输送和侵入焊接区内的气体。
②、有机物的分解和燃烧。
③、碳酸盐和高价氧化物的分解。
④、材料的蒸发。
⑤、气体（包括简单气体和复杂气体）的分解。
4、氮对焊缝质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？答：氮对焊接质量的影响：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之一。
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氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。
控制焊缝含氮量的主要措施：a、控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用；b、在药皮中加入造气剂（如碳酸盐、有机物等），形成气渣联合保护，可使焊缝含氮量下降到0.02%以下；c、采用短弧焊（即减小电弧电压）、增大焊接电流、采用直流反接均可降低焊缝含氮量；d、增加焊丝或药皮中的含碳量，可降低焊缝中的含氮量。
焊接冶金学习题及答案
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而，非自发晶核就依附在这个表而上，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。
7. 熔敷比表面积：熔滴的表而积Ag与其质量pVg之比。
8. 应力腐蚀：焊接构件，如容器，管道等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，称为应力腐蚀裂纹。
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岀现较大的拉伸应力，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. 在热裂纹：厚板焊接结构，并采用含有某些沉淀强化合金元素的钢材，在进行消除应力热处理或在一泄温度下服役的过程中，任焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹为在热裂纹。
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。
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描施是什么？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而上岀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。
焊接冶金学课后答案
焊接冶金学课后答案第三章：合金结构钢1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。
（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。
（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。
热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。
制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。
2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。
答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移，使快冷下的铁素体析出，剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入V、Nb达到沉淀强化作用可以消除焊接接头中的应力裂纹。
被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，Q345钢经过600℃某1h退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显减小。
；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的选择：E5系列。
埋弧焊：焊剂SJ501，焊丝H08A/H08MnA.电渣焊：焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。
CO2气体保护焊：H08系列和YJ5系列。
焊接冶金学期末考试试卷A
勤奋求学诚信考试
理工大学试卷（A卷）
考试科目：焊接冶金学考试日期：2018年6月命题教师：
学院：材料学院专业班级：材控任课教师：
学生姓名：学号：课序号：考试座位号：
一、名词解释（每个2分，共10分）
(1)熔敷系数
(2)熔合比
(3)形状系数
(4)近缝区
(5)
二、填空题（每空1分，共30分）
1焊接冷裂纹按产生原因可分为、、。
2一般焊缝中的偏析主要有：、和。
3冷裂纹产生的三大因素为：、和。
4常用合金过渡方式有：应用、应用、应用、应用。
5焊条药皮的的作用有：、、。
6焊接热影响区的示意图如下，从左往右依次是熔合区、、
、、、未受影响区。
7焊接热裂纹主要是、、。
8影响再热裂纹的主要因素是和。
9根据焊条药皮组成的不同，焊条药皮可分为八种类型，请任写出三种：
、、。
10根据分子和离子理论，碱性氧化物有，酸性氧化物有。
（分别任写三种）
三、简答题（每题8分，共40分）
1焊接本身的特点是什么?
2焊条的工艺性能包括哪些方面，对焊接质量有何影响？3熔池的结晶线速度与焊接速度有什么关系？
4什么是合金过渡系数？影响合金过渡系数的因素有哪些？
5综合分析碱性焊条药皮中作用及对焊缝性能的影响。
四、论述题（每题10分，共20分）
1试述焊接冷裂纹的特征及其影响因素。
2氮、氧分别对焊接质量有什么影响，控制措施是什么？。
课后答案 焊接冶金学
1.试述熔化焊接、钎焊和粘接在本质上有何区别？熔化焊接：使两个被焊材料之间(母材与焊缝)形成共同的晶粒针焊：只是钎料熔化，而母材不熔化，故在连理处一般不易形成共同的晶粒，只是在钎料与母材之间形成有相互原于渗透的机械结合。
粘接：是靠粘结剂与母材之间的粘合作用，一般来讲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？从理论来讲，就是当两个被焊好的固体金属表面接近到相距原子平衡距离时，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。
然而，这只是理论上的条件，事实上即使是经过精细加工的表面，在微观上也会存在凹凸不平之处，更何况在一般金属的表面上还常常带有氮化膜、油污和水分等吸附层。
这样，就会阻碍金属表面的紧密接触。
为了克服阻碍金属表面紧密接触的各种因素，在焊接工艺上采取以下两种措施：1)对被焊接的材质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)对被焊材料加热(局部或整体) 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，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。
3.焊条的工艺性能包括哪些方面? （详见：焊接冶金学（基本原理）p84）焊条的工艺性能主要包括：焊接电弧的稳定性、焊缝成形、在各种位置焊接的适应性、飞溅、脱渣性、焊条的熔化速度、药皮发红的程度及焊条发尘量等4.低氢型焊条为什么对于铁锈、油污、水份很敏感？（详见：焊接冶金学（基本原理）p94）由于这类焊条的熔渣不具有氧化性，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。
5.焊剂的作用有哪些？隔离空气、保护焊接区金属使其不受空气的侵害，以及进行冶金处理作用。
6.能实现焊接的能源大致哪几种？它们各自的特点是什么？见课本p3 ：热源种类7.焊接电弧加热区的特点及其热分布？（详见：焊接冶金学（基本原理）p4）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。
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。
焊接冶金学习题及答案
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而，非自发晶核就依附在这个表而上，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。
7. 熔敷比表面积：熔滴的表而积Ag与其质量pVg之比。
8. 应力腐蚀：焊接构件，如容器，管道等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，称为应力腐蚀裂纹。
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岀现较大的拉伸应力，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. 在热裂纹：厚板焊接结构，并采用含有某些沉淀强化合金元素的钢材，在进行消除应力热处理或在一泄温度下服役的过程中，任焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹为在热裂纹。
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。
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描施是什么？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而上岀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。
武汉理工大学焊接冶金学复习要点
直至金属凝固，形成焊缝金属。特点：熔池阶段的反应速度比熔滴阶段慢，并且在整个反应 过程中贡献较小。但某些情况下，如加大厚度药皮，熔池反应也有相当大的贡献。 10、分析铁锈对碱性或酸性焊条的影响：酸性焊条对铁锈、油污等灵敏性小，且不易发生 气孔。而碱性焊条对铁锈、油污的灵敏度较大，会产生很多气体。 11、分析酸碱性焊条冶金性能和工艺性能有什么区别：（1）酸性焊条：焊接工艺性能好， 焊缝金属塑性韧性差，主要用于焊接低碳钢和强度级别低的低合金钢； （2）碱性焊条：焊 接工艺性能差，焊缝金属塑性韧性高，焊缝金属含氢量极低，适合焊接重要的焊接结构和大 多数低合金钢。 12、分析焊接过程中气体的来源、产生的机理、形状特征和对焊缝质量的影响以及防治措 施： （1）气体的来源：主要来源于焊接材料，热源周围的空气也是一种难以避免的来源，还有 焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等。 （2）气孔产生的机理：产生气孔的过程是由三个相互联系而又彼此不同的阶段所组成： 1)气泡的生核，应具备两个条件：1 液态金属中有过饱和的气体；2 生核要有能消耗。 2) 气泡长大，气泡核形成以后就要继续长大。 3) 气泡上浮，气泡核形成之后，在熔池金属经过一个短暂的长大过程，便从液态金属 中向外逸出。 （3）气孔的特征：有环形、椭圆形、旋涡状和毛虫状。 （4）焊缝质量的影响：气孔的存在首先影响焊缝的致密性（气密性和水密性），其次将减 小焊缝的有效面积。此外，气孔还将造成应力集中，显著降低焊缝的强度和韧性，对结 构的动载强度有显著的影响。 （5） 防治措施：选用合理规范，以利于熔渣的浮出；多层焊时，注意清渣；焊条摆动，以 利出渣；保护熔池，防治空气侵入。 13、结晶裂纹的特征和形成机理影响因素和防治措施：（1）特征：产生在焊缝柱状晶的交 界处及焊缝中心；多呈纵向分布在焊缝中心；表面无金属光泽，常有氧化颜色；通常在含硫 磷及其他杂质较高的碳钢、低合金钢和单向奥氏体钢中形成。 （2）形成机理：焊缝金属凝 固结晶的后期，低熔点共晶形成液态薄膜，同时由于收缩而受到了拉伸应力，液态薄膜就成 了薄弱地带，在拉伸应力作用下开裂而形成结晶裂纹。（3）影响因素：冶金因素对产生结 晶裂纹的影响，合金状态图的类型和结晶温度区间，合金元素对产生结晶裂纹的影响，凝固 结晶组织形态对结晶裂纹的影响；力学因素对产生结晶裂纹的影响。（4）防治措施：冶金
武汉理工焊接冶金学期末重点答案
武汉理工焊接冶金学期末重点答案焊接冶金学一、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。
智慧树知到《焊接冶金学》章节测试(含答案)
智慧树知到《焊接冶金学》章节测试（含答案）绪论1、扩散焊属于A、熔焊B、压焊C、钎焊答案：B2、高频感应焊属于A、熔焊B、压焊C、钎焊答案：A3、在连接处不能形成共同晶粒的方法是A、熔焊C、钎焊答案：A4、熔焊焊接接头包括以下区域A、焊缝B、熔合区C、热影响区D、母材答案：ABC5、真空电子束焊无填充材料焊接过程哪些过程A、热过程B、化学冶金过程C、凝固结晶和相变过程答案：AC6、熔焊焊接过程中可能发生冶金反应的区域包括B、熔合区C、热影响区D、母材答案：√AB7、焊接是一种永久性连接方法。
答案：√8、焊接过程中接头处发生熔化的焊接方法都是熔焊。
答案：X9、熔焊方法都要经历加热-熔化-冶金反应-凝固结晶-固态相变过程。
答案：X10、对多数金属来说，只要是使被连接件界面的金属原子接近到0.3-0.5nm，就可以实现焊接。
答案：√第一章测试1、等离子弧本质上是被压缩的电弧。
答案：√2、低碳钢焊接时熔池平均温度约1770±100K答案：X3、电弧焊时对工件的加热区域是指电弧电流流过的区域。
答案：X4、减小熔滴尺寸对于加强冶金反应是有利的答案：√5、焊条电弧焊时的有效热量包括：A、母材吸收的热量B、用于熔滴过渡的热量C、形成飞溅的热量D、周围空气、介质吸收的热量答案：AB6、计算焊条金属的损失系数时，损失部分包括A、飞溅损失B、焊条残余部分C、氧化损失D、蒸发损失答案：ACD7、可以提高焊缝熔深的措施包括A、增大电流B、减小电流C、增大电弧电压D、减小电弧电压答案：AD8、热效率最高的焊接方法是A、电渣焊B、焊条电弧焊C、埋弧焊D、激光焊答案：D9、焊接温度场的研究以哪种传热形式为主A、热传导B、对流C、辐射答案：A10、薄板焊接时热源可看作：A、点热源B、线热源C、面热源答案：B第二章测试1、熔合比是指焊缝中熔化的母材与填充材料之比答案：X2、电弧空间内分子状态的H2、N2、O2 的含量很低。
焊接冶金学重点答案
3、焊接性的试验方法分类？
焊接性试验方法分类：（一）、直接模拟试验类：１）焊接冷裂纹试验２）焊接热裂纹试验３）再热裂纹试验４）层状撕裂试验５）应力腐蚀裂纹试验６）脆性断裂试验
（2）磁偏吹现象：1）9﹪Ni钢属强磁性材料，所以有磁偏吹现象。2）防止措施是避免接触强磁场、退磁、检测残留磁场，使其低于50A／m；也可选用适于交流焊接的镍基合金焊条。
（3）热裂纹1）当采用镍基焊接材料时，焊缝金属容易产生热裂纹，尤其是弧坑裂纹。因此，应选用抗裂性能好，线胀系数与母材相近的焊接材料。2）在工艺上采取一些措施，如收弧时注意填满弧坑等。3）含Ni钢有回火脆性，需要注意控制焊后回火温度及冷却速度。
1、影响焊接性的因素。
（1）材料因素：母材和焊接材料
1）在相同焊接条件下，决定母材焊接性的主要因素是它本身的物理化学性能，其中化学成分是主要影响因素，它能决定HAZ的淬硬倾向、脆化倾向和产生裂纹的敏感性。
2）焊接材料直接参与焊接过程中的一系列化学冶金反应，决定着焊缝金属的成分、组织、性能及缺陷的形成。
(8)从经济性和方便性考虑，目前在焊接这类钢时，焊条电弧焊还是用得最为普遍。
(9)从防止冷裂纹的要求出发，经常采用纯硬区的淬硬组织和防止延迟裂纹产生，必须适当采用预热，层间温度控制，中间热处理，并焊后及时进行回火处理，若为减少热影响的软化，应采用热量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接热输入越小越好。在退火状态下焊接：常用焊接方法均可，选择材料时，焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致，主要合金也要与母材一致，在焊后调质的情况下，可采用很高的预热温度和层间温度以保证调质前不出现裂纹。
焊接冶金学(考试要点)
（二）焊接接头的形成：熔焊时焊接接头的形成，一般都要经历加热、熔化、冶金反应、凝固结晶、固态相变，直至形成焊接接头。
（二）氮对焊接质量的影响：1）在碳钢焊缝中氮是有害的杂质。
氮是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。
2）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。
3）氮是促使焊缝金属时效脆化的元素。
（三）影响焊缝含氮量的因素及控制措施：1.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，防止空气与金属作用。
2.焊接工艺参数的影响：3.合金元素的影响:。
（三）氢对焊接质量的影响：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。
氢脆现象是由溶解在金属晶格中的氢引起的。
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.形成气孔如果熔池吸收了大量的氢，那么在它凝固时由于溶解度的突然下降，使氢处于过饱和状态，会产生氢气且不溶于液态金属，于是在液态金属中形成气泡。
当气泡外逸速度小于凝固速度时，就在焊缝中形成气孔。
4.产生冷裂纹冷裂纹是焊接接头冷却到较低温度产生的一种裂纹，其危害很大。
氢是促使产生这种裂纹的主要原因之一。
（四）控制氢的措施：1.限制焊接材料中的含氢量2.清除焊丝和焊件表面上的杂质3.冶金处理冶金处理具体措施如下:l）在药皮和焊剂中加入氟化物2）控制焊接材料的氧化还原势3）在药皮或焊芯中加入微量的稀土或稀散元素4.控制焊接工艺参数。
5.焊后脱氢处理（三）氧对焊接质量的影响1）氧在焊缝中无论以何种形式存在，对焊缝的性能都有很大的影响。
随着焊缝含氧量的增其强度、塑性、韧性都明显下降，尤其是低温冲击韧度急剧下降。
此外，它还引起热脆、冷脆和时效硬化。
2）氧烧损钢中的有益合金元素使焊缝性能变坏。
熔滴中含氧和碳多时，它们相互作用生成的CO 受热膨胀，使熔滴爆炸，造成飞戮，影响焊接过程的稳定性。
必须指出，焊接材料具有氧化性并不是在所有情况下都是有害的。
焊接冶金学 各章重点难点及作业
焊接冶金学各章重点、难点及作业0 绪论思考题1.了解焊接温度场。
焊接温度场－焊接时焊件上（包括内部）某瞬时的温度分布称为“温度场”。
等温线及等温面。
从各种焊接方法的能量集中程度可以了解不同方法的温度场差异，从而知道采用不同方法的温度场分布情况和最高峰值温度，从而知道方法由于这个不同造成组织和性能也不同。
2. 影响温度场的主要物理因素。
主要是热导率、表面散热系数（比热容及体积比热容）热导率大，金属通过传导传热的能力强，那热量会更快地传导给熔池附近金属，因此温度场范围更大、但峰值温度更低。
对薄板而言，由于传导传热散失的热量少、且由于熔池附近金属的质量小而包容的热量也小，因此薄板散热不如厚板，此时通过金属表面与介质热交换的作用就更明显或起主要作用。
因此对于薄板，表面散热系数大，散热快，温度场范围小且峰值温度也小。
影响温度场除这几个物理参数外，还有焊件结构（坡口焊还是表面堆焊、对接还是角接）、母材壁厚等有较大影响3.为什么实际焊接中多采用多层多道焊？在多层多道焊时，可能保证第一道的冷却速度一开始就不降至马氏体生成温度以下（一般均是在第一道焊缝前采用预热手段保证冷却速度不至于太大造成生成马氏体等淬硬组织），再随多道焊接的完成相对缓慢下降，这有利于产生贝氏体组织代替马氏体。
且后层（道）焊缝对前层（道）焊缝具有热处理的作用，相当于对前层（道）焊缝进行了一次正火处理，因而改善了二次组织。
而在焊接最后一道焊缝时，由于预热的结果，有利于其冷却速率的降低。
对第一道及最后一道焊缝（同样也适用于中间各焊道），其奥氏体化时间相对均很小，避免了不良的晶粒粗化。
所焊后焊缝塑性高、且不易产生裂纹等缺陷。
但这时需控制层间温度，层间温度过高，冷却速度太小而造成晶粒处于高温的时间太长而晶粒长大明显，相反冲击韧性下降。
4.工艺焊道及工艺焊道的作用。
工艺焊道是指在完成最后的焊接后在最后焊道上再加焊一道焊缝，起到对焊缝的最后一道焊缝退火的作用。
焊接习题答案及期末考试练习题.docx
1・什么是气割？包括那些过程？金属材料应具备哪些条件才能进行气割？为什么不能用气割的方法切割铜铝及其合金？（1）气割即氧气切割。
它是利用割炬喷出乙烘与氧气混合燃烧的预热火焰，将金屈的待切割处预热到它的燃烧点（红热程度），并从割炬的另一喷孔高速喷出纯氧气流，使切割处的金属发生剧烈的氧化，成为熔融的金属氧化物，同时被高压氧气流吹走，从而形成一条狭小整齐的割缝使金属割开。
（2）气割包括预热、燃烧、吹渣三个过程。
（3）对气割的金属材料必须满足下列条件：①金属熔点应高于燃点（即先燃烧后熔化）。
在铁碳合金屮，碳的含量对燃点有很大影响，随着含碳量的增加，合金的熔点减低而燃点却提高，所以含碳量越大，气割愈困难。
例如低碳钢熔点为1528°C,燃点为1050°C,易于气割。
但含碳量为0.7%的碳钢，燃点与熔点差不多，都为1300°C；当含碳量大于0.7%时，燃点则高于熔点，故不易气割。
铜、铝的燃点比熔点高，故不能气割。
②氧化物的熔点应低于金属本身的熔点。
否则形成高熔点的氧化物会阻碍下层金属与氧气流接触，使气割困难。
有些金属由于形成氧化物的熔点比金属熔点高，故不易或不能气割。
如高辂钢或辂银不锈钢加热形成熔点为2000°C左右的Cr2O3,铝及铝合金形成熔点2050°C 的AI2O3,所以它们不能用氧乙烘焰气割，但可用等离子气割法气割。
③金属氧化物应易熔化和流动性好，否则不易被氧气流吹走，难于切割。
例如铸铁气割生成很多SiO2氧化物，不但难熔（熔点约1750°C）而且熔渣粘度很大，所以铸铁不易气割。
④金属的导热性不能太高，否则预热火焰的热量和切割屮所发出的热虽会迅速扩散，使切割处热量不足，切割困难。
例如铜、铝及合金由于导热性高成为不能用一般气割法切割的原因之一。
此外金属在氧气中燃烧时应能发出大量的热量，足以预热周围的金屈。
其次金属中所含的杂质要少。
满足以上条件的金属材料有纯铁、低碳钢、屮碳钢和低合金结构钢。
焊接冶金学(基本原理)习题
焊接冶金学（基本原理）习题名词解释: 焊接冶金过程碳当量韧性长(短)段多层焊药皮重量系数绪论影响温度场的因素?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.焊接冶金研究的内容有哪些第一章焊接化学冶金焊条金属的平均熔化速度熔焊方法的保护方式?碱度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.焊接区内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。
(机械)(焊接)焊接冶金学(基本原理)习题.docx
焊接冶金学（基本原理）习题绪论1 •试述焊接、钎焊和粘接在木质上有何区别？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 •焊接冶金研究的内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耍有哪些不同？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•焊接区内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］〈lcn）7100g），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•在焊接过程屮熔渣起哪些作用？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:Ca041. 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FcO,熔池的平均温度为1700°C,问在该温度下平衡时分配到熔池屮的FeO量各为多少？为什么在两种情况下分配到熔池屮的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CaF?在焊接化学冶金过程是所起的作用。
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焊接冶金学一、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。
焊接铁基合金时，A1、Ti、Si、Mn等可作为脱氧剂。
b)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，从氧产物尽快上浮到液体中上，以减少夹杂物的数量，提高脱氧效果。
c)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。
d)在满足技术要求的前提下，应注意经济性。
6.熔渣分子理论要点a)液态熔渣是由化合物的分子组成的b)氧化物及其复合物处于平衡状态c)只有自由氧化物才能参与和金属的反应7.熔渣离子理论要点a)液态熔渣是有阴阳离子组成的电中性溶液b)离子的分布和相互作用取决于它的综合矩c)熔渣与金属的作用过程是原子与离子交换电荷的过程8.焊条的工艺性能焊接电弧的稳定性、焊缝成形、在各种位置焊接的适应性、飞溅、脱渣性、焊条的熔化速度、药皮发红的程度以及焊条发尘量等9.熔渣的物理性能：熔渣碱度、粘度、表面张力、熔点10.联生结晶熔合区附近加热到半熔化状态基本金属的晶粒表面，非自发晶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，形成所谓的交互结晶叫联生结晶。
三、分析问题（此部分仅供参考）1.手工电弧焊分为哪几个反应区，各有什么反应条件和特点？a)药皮反应区：反应区的温度范围从100度至药皮的反应熔点，主要物化反应有：水分的蒸发、某些物质的分解和铁合金的氧化。
b)熔滴反应区：熔滴形成、长大到过渡至熔池中都属于该区。
特点有：熔滴的温度高，熔滴与气体和熔渣的接触面积大，各相之间的反应时间段，熔滴与熔渣发生强烈的混合。
主要物化反应有：气体的分解和溶解、金属的蒸发、金属及其合金成分的氧化和还原、以及焊缝金属的合金化等。
c)熔池反应区：反应速度比熔滴阶段小，在整个反应过程中的贡献也较小。
2.铁锈对酸性和碱性焊条的影响酸性焊条对铁锈、油污等灵敏性小，且不易发生气孔。
而碱性焊条对铁锈、油污的灵敏度较大，会产生很多气体。
3.分析酸性碱性焊条的冶金工艺性能的区别a)酸性焊条：焊接工艺性能好，焊缝金属塑性韧性差，主要用于焊接低碳钢和强度级别低的低合金钢；b)碱性焊条：焊接工艺性能差，焊缝金属塑性韧性高，焊缝金属含氢量极低，适合焊接重要的焊接结构和大多数低合金钢。
4.焊接区的气体主要来源、气孔的产生机理、特征、影响因素及防止措施a)气体的来源：主要来源于焊接材料，热源周围的空气也是一种难以避免的来源，还有焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等。
b)气孔产生的机理：产生气孔的过程是由三个相互联系而又彼此不同的阶段所组成：1)气泡的生核，应具备两个条件：1液态金属中有过饱和的气体；2生核要有能消耗。
2)气泡长大，气泡核形成以后就要继续长大。
3)气泡上浮，气泡核形成之后，在熔池金属经过一个短暂的长大过程，便从液态金属中向外逸出。
c)气孔的特征：有环形、椭圆形、旋涡状和毛虫状。
d)影响因素：冶金因素的影响：熔渣氧化性的影响，焊条药皮和焊剂的影响，铁锈及水分对产生气孔的影响；工艺因素的影响：焊接工艺参数的影响，电流种类和极性的影响，工艺操作方面的影响。
e)防治措施：选用合理规范，以利于熔渣的浮出；多层焊时，注意清渣；焊条摆动，以利出渣；保护熔池，防治空气侵入。
5.结晶裂纹的特征及形成过程P221-P223特征：产生在焊缝柱状晶的交界处及焊缝中心；多呈纵向分布在焊缝中心；表面无金属光泽，常有氧化颜色；通常在含硫磷及其他杂质较高的碳钢、低合金钢和单向奥氏体钢中形成。
形成过程：焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶形成液态薄膜，同时由于收缩而受到了拉伸应力，液态薄膜就成了薄弱地带，在拉伸应力作用下开裂而形成结晶裂纹。
6.结晶裂纹的影响因素及防治措施P225-P231a)影响因素：冶金因素对产生结晶裂纹的影响：合金状态图的类型和结晶温度区间，合金元素对产生结晶裂纹的影响，凝固结晶组织形态对结晶裂纹的影响；力学因素对产生结晶裂纹的影响。
b)防治措施：冶金因素方面：控制焊缝中硫，磷，碳等有害杂质的含量，改善焊缝凝固结晶，细化晶粒是提高抗裂性的重要途径；工艺因素方面：焊接工艺及参数，接头形式，焊接次序。
7.延迟裂纹的特征及形成过程P245特征：从潜伏、萌生、扩展，以至开裂是具有延迟特征的。
形成过程：金属内部的缺陷提供了潜在裂源，在应力的作用下，这些微观缺陷的前沿形成了三向应力区，诱使氢向该处扩散并聚集。
当氢的浓度达到一定程度的时候，一方面产生较大的应力，另一方面阻碍位错移动而使该处变脆，当应力进一步加大时，促使缺陷扩展而形成裂纹。
8.延迟裂纹的影响因素及预防措施预防措施：a)选用碱性焊条，减少焊缝金属中氢含量、提高焊缝金属塑性。
b)减少氢来源枣焊材要烘干，接头要清洁（无油、无锈、无水）。
c)避免产生淬硬组织枣焊前预热、焊后缓冷（可以降低焊后冷却速度）。
d)降低焊接应力枣采用合理的工艺规范，焊后热处理等。
e)焊后立即进行消氢处理（即加热到250℃，保温2～6左右，使焊缝金属中的扩散氢逸出金属表面）。
四、基本问题1.实现焊接的基本条件是加热、加压或两者并用。
2.手工焊的热量来源有电弧热、电阻热、化学反应热。
3.手工电弧焊的熔滴过渡形式有短路过渡、颗粒状过渡、附壁过渡。
4.手工电弧焊的反应区一般分为药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
5.熔滴的平均温度变化范围1800-2400℃。
6.熔池一般平均温度变化范围1600-1900℃。
7.焊接区内的气体有二氧化碳、水、氢气、氮气、氧气、金属和熔渣的蒸气以及它们分解和电离的产物组成的混合物。
8.氢气，氮气在金属里的溶解度，在液固状态发生突变。
9.焊缝中的氢分为残余氢和扩散氢。
10.气体对焊缝的氧化，一般来说，实际分压大于平衡分压被氧化，等于保持平衡，小于被还原。
11.熔渣中的Sio2 Tio2属于酸性氧化物。
12.CaOMnOMgO属于碱性氧化物。
13.熔渣在焊接过程中的作用有机械保护作用、改善焊接工艺性能的作用、冶金处理的作用。
14.熔渣的物理特性有碱度、粘度、表面张力、熔点。
15.熔渣对金属的氧化方式有扩散氧化和置换氧化。
16.脱氧的方式有先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧。
17.合金过渡的损失有氧化损失、残留损失。
18.合金元素与氧的亲和力越强合金过渡系数越低。
19.焊条原材料的种类有矿物类、金属及铁钛合金类、化工产品类、有机物类。
20.焊条原材料的作用有稳弧、造渣、造气、脱氧、合金化、粘结、成形。
21.药皮中加入低电离电位的物质可提高电弧的稳定性22.熔渣的粘度随温度变化快的叫短渣。
23.变化慢的叫长渣。
24.焊剂分为熔炼焊剂和烧结焊剂。
25.熔渣的线膨胀系数与金属的线膨胀系数相差越大，脱渣性越好。
26.熔渣的氧化性越强，脱渣性越差。
27.HJ431是熔炼焊剂。
28.20SJ101是烧结焊剂。
29.H08Mn2SiA是CO2气体保护焊最常用的实芯焊丝。
30.H10Mn2A是埋弧焊实心焊丝。
31.焊缝中的结晶形态，分别为平面结晶、胞状结晶、胞状树枝结晶、树枝状结晶、等轴结晶。
32.焊缝的偏析包括显微偏析、区域偏析、层状偏析。
33.根据焊缝成分不同，可能发生下列固态相变：铁素体珠光体、贝氏体、马氏体。
34.氢气孔的特征：出现在焊接表面上，气孔的断面形状如同螺钉状，在焊缝的表面上看呈喇叭口状，气孔的四周有光滑的内壁。
35.氮气孔的特征：多在焊缝表面，多数情况下成堆出现，与蜂窝相似。
36.一氧化碳气孔的特征：沿结晶方向分布，有些像条虫状卧在焊缝内部。
37.当熔渣氧化性增大时，产生一氧化碳气孔的倾向大。
38.当熔渣还原性增大时，产生氢气孔的倾向大。
39.焊缝中的夹渣有氧化物、氮化物、硫化物。
40.提高焊缝强度和韧性的方法有固溶强化和变质处理。
41.焊缝振动结晶的方式有低频机械振动、高频超声振动、电磁振动。
42.焊接热循环参数有加热速度、加热的最高速度、在相变温度以上的停留时间、冷却速度和冷却时间。
43.根据焊接工艺，利用焊接CCT图可以准确判断热影响区的组织、性能和抗裂性。
44.根据焊接热影响区的组织性能，利用CCT图可以确定焊接工艺。
45.低碳、低合金钢在焊接热影响区可分为熔合区、过热区、相变重结晶区、不完全重结晶区。
46.淬火钢和调质钢焊接热影响区包括完全淬火区和不完全淬火区。
47.产生结晶裂纹的内因是杂质产生的低碳共晶在晶间形成液态薄膜。
48.产生结晶裂纹的固液阶段温度区是脆性温度区。
49.含Ni，B的钢对液化裂纹敏感。
50.产生冷裂纹的三个因素：钢种的淬硬倾向，焊接接头含氢量及其分布，接头所承受的拘束力状态。
51.焊接时的拘束应力包括哪些？热应力，组织应力，结构自身拘束条件所造成的应力。
52.含有沉淀强化的金属对再热裂纹敏感。
53.再热裂纹发生在焊接热影响区的粗晶部位并呈晶间开裂，沿熔合线母材侧的奥氏体晶界扩展。
54.层状撕裂一般发生在T形接头形式、角接头和十字接头。