焊接冶金学课后答案
焊接冶金学及金属材料焊接习题答案模块二
焊接冶金学及金属材料焊接习题答案模块二模块二2-1答：与铸锭凝固相比，焊缝结晶有以下特点：（1）熔池的体积小，冷却速度大。
由于熔池的体积小，而周围又被冷金属所包围，所以熔池的冷却速度很大，平均约为4～100℃/s，比铸钢锭的平均冷却速度要大10000倍左右。
因此，对于含碳量高、合金元素较多的钢种容易产生淬硬组织，甚至焊道上产生裂纹。
由于冷却速度快，熔池中心和边缘还有较大的温度梯度，致使焊缝中柱状晶得到很大发展。
所以一般情况下焊缝中没有等轴晶，只有在焊缝断面的上部有少量的等轴晶（电渣焊除外）。
（2）熔池中的液态金属处于过热状态。
在电弧焊的条件下，对于低碳钢或低合金钢来讲，熔池的平均温度可达1770±100℃，而溶滴的温度更高，约为2300±200℃。
一般钢锭的温度很少超过1550℃，因此，熔池的液态金属处于过热状态。
由于液态金属的过热程度较大，合金元素的烧损比较严重，使熔池中非自发晶核的质点大为减少，这也是促使焊缝中柱状晶得到发展的原因之一。
此外，在焊缝条件下，气体的吹力，焊条的摆动以及熔池内部气体的外逸，都会产生搅拌作用。
这一点对于排除气体和夹杂是很有利的，也有利于得到致密而性能好的焊缝。
2-2答：焊缝金属在结晶过程中，由于合金元素来不及扩散而存在化学成分的不均匀性。
一般焊缝中的偏析主要有以下三种。
（1）显微偏析一般来讲，先结晶的固相含溶质较低，也就是先结晶的固相比较纯，而后结晶的固相含溶质的浓度较高，并富集了较多的杂质。
由于焊接过程中冷却较快，固相的成分来不及扩散，而在相当大的程度上保持着由于结晶有先后所产生的化学成分不均匀性。
（2）区域偏析焊接时由于熔池中存在激烈的搅拌作用，同时焊接熔池又不断的向前推移，不断加入新的液体金属，因此结晶后的焊缝，从宏观上不会像铸锭那样有大面积的区域偏析。
但是，在焊缝结晶时，由于柱状晶体继续长大和推移，此时会把溶质或杂质“赶”向熔池的中心。
这使熔池中心的杂质浓度逐渐升高，致使在最后凝固的部位产生较严重的区域偏析。
焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块十
模块十10-1答：铜及其合金的焊接性较差主要表现为焊缝成形能力差，熔焊铜及大多数铜合金时容易出现难熔合、坡口焊不透和表面成形差的外观缺陷。
原因是铜的导热性好，焊接时热量迅速从加热区传导出去，使得焊接热影响区加宽，在焊件刚度小时，容易产生较大变形；在刚度较大时，又会在焊件中造成很大的焊接应力，如果焊件厚度越大，散热就越严重，在焊接铜及其合金的时候，又由于同在熔化时的表面张力比铁小1/3，流动性比钢大，容易导致熔化金属流失；焊缝及热影响区热裂纹倾向大，焊缝的热裂纹倾向与焊缝杂质的影响有关，还与焊接时产生的应力有关。
焊缝中的氧对焊缝热裂纹倾向影响很大，在焊接时要预防热裂纹的产生，在焊缝中也容易形成气孔，所以要采取适当的措施来预防气孔的产生；铜及铜合金在熔化过程中，由于晶粒严重长大以及合金元素的蒸发、烧损与杂质的渗入，使焊接接头塑性和韧性显著下降。
10-2答：根据铜及铜合金的焊接性，正确制定合理焊接工艺方法，焊接时要注意以下几点：(1)焊前准备和焊后清理铜及铜合金的焊前准备和焊后清理与铝及其合金焊接时相似，如对工件和焊丝在焊前的清理，焊接过程中需要加强对熔池的保护及预热；(2)正确选择焊接工艺方法铜及铜合金焊接时可选用很多种焊接方法，一般根据铜的种类、焊件形态、对质量的要求、生产条件及焊接生产率等综合考虑加以选择，通常气焊、碳弧焊、焊条电弧焊和钨极氩弧焊多用于厚度小于6mm的工件，而熔化极氩弧焊则用于更大厚度工件的焊接；(3)背面加垫板由于纯铜的密度较大，熔化后铜液流动很大，极易烧穿及形成焊瘤。
为了防止铜液从焊缝背面流失，保证反面成形良好，在焊接时需要加垫板；(4)预热由于铜的导热性很强，焊接时通常预热温度也较高，一般在300℃以上，焊接铜时尽量少用搭接、角接及T形等增加散热速度的接头，一般应采用对接接头。
10-3答（1）焊接性分析焊接铝青铜的主要困难时铝的氧化，生成致密而难熔的Al2O3薄膜覆盖在熔滴和熔池表面。
焊5答案
第 1 页 共 2 页JAC 员工成长路径《焊接冶金学》答案（5）一、名词解释（每题3分，共15分）1、应力腐蚀：对于一定的材料，应力腐蚀是在拉应力与腐蚀介质两种因素共同的作用下才能发生的现象。
2、金属焊接性 是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。
3、焊接线能量：熔焊时由焊接热源传输给单位长度焊缝上的热量。
4、热喷涂：是以一定形式的热源将熔化或局部熔化的不同材料，用高速气流使其雾化，并喷射到工件表面，从而形成喷涂层的一种方法。
5、碳当量 把钢中合金元素按其对淬硬的影响程度折合成碳的相当含量。
二、选择题（每题2分，共20分）1、插销试验属于 c 。
A.间接推算类试验B. 自拘束试验方法C.外拘束试验方法D.热裂纹试验方法 2、电弧焊过程中，熔化母材的热量主要来自于 c 。
A. 电阻热B. 物理热C. 电弧热D. 化学热3、焊接时,不与氮气发生作用的金属,即不能溶解氮又不形成氮化物的金属，可用氮气作为保护气体,这种金属是 A 。
A.铜B.铝C.钛D.铁4、下列物质不属于焊接材料的是 D 。
A 焊条B 焊丝C 保护用气体D 熔渣 5、手工电弧焊的三个反应区中， b 的温度最高。
A 药皮反应区B 熔滴反应区C 熔池反应区D 不确定 6、对于低碳钢，焊接热影响区的四个区域中， b 性能最好。
A. 熔合区B. 相变重结晶区C. 不完全重结晶区D. 过热区7、下列裂纹中，不属于热裂纹的是 a 。
A 延迟裂纹B 结晶裂纹C 多边化裂纹D 液化裂纹8、焊接含碳量高的16Mn 时，焊接线能量选择应该选择( C )。
A.小线能量 B.小线能量配合预热 C.大线能量 9、焊前预热有很多优点，不包括 c 。
A 减少脆硬组织B 降低冷却速度C 提高强度D 促进氢扩散外溢 10、氮是碳钢焊缝中的有害杂质，它对焊缝的危害不包括 a 。
A 使金属的强度、硬度下降 B 使金属的塑性下降C 使金属的低温韧性下降D 使焊缝金属时效脆化三、填空题（每体2分，共10分）1、焊接热循环的主要参数有加热速度 、 加热最高温度 、 相变温度以上停留时间 和 冷却速度和冷却时间。
焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块四
模块四4-1答：(1）氧化物夹杂 其成分主要是SiO2，其次是MnO、TiO2、Al2O3等。
(2）氮化物夹杂 氮化物主要是Fe4N。
(3）硫化物夹杂硫化物主要有两种形态： FeS 和MnS4-2答：氮气孔较多集中在焊缝表面，但多数情况下是成堆出现，与蜂窝类似。
氮的来源主要是由于焊接过程中焊缝保护不良，有较多的空气侵入熔池所致。
在实际中常采取的防止措施如下：（1）加强焊接区的保护（2）合理确定焊接工艺（3）冶金处理对于低碳钢和低合金钢焊接接头，大多数情况下氢气孔出现在焊缝的表面上，气孔的断面形状如同螺钉状，在焊缝的表面上形成喇叭口形，而气孔的四周有光滑的内壁。
但这类气孔在特殊情况下也会出现在焊缝的内部，如焊条药皮中含有较多的结晶水，使焊缝中的含氢量过高，因而凝固时来不及上浮而残存在焊缝内部。
防止氢气孔的措施主要有以下几种：(1)控制氢的来源(2)冶金处理(3) 控制焊接工艺参数焊接碳钢时，由于冶金反应产生了大量的CO，在结晶过程中来不及逸出而残留在焊缝内部形成气孔。
气孔沿结晶方向分布，有些象条虫状卧在焊缝内部。
防止CO气孔常采用的措施主要有以下几种：(1)限制焊丝中的含碳量(2)采取冶金措施防止CO气孔(3) 合理确定焊接工艺4-3答：焊接结构产生裂纹轻者需要返修，浪费人力、物力、时间，重者造成焊接结构报废，无法修补。
更严重者造成事故、人身伤亡。
具体地说，焊接裂纹对结构的危害有：（1）减少了焊接接头的工作截面，因而降低了焊接结构的承载能力。
（2）构成了严重的应力集中。
裂纹是片状缺陷，其边缘构成了非常尖锐的切口，具有高的应力集中，既降低结构的疲劳强度，又容易引发结构的脆性破坏。
（3）造成泄漏。
用于承受高温高压的焊接锅炉或压力容器，用于盛装或输送有毒的、可燃的气体或液体的各种焊接储罐和管道等，若有穿透性裂纹，必然发生泄漏，在工程上是不允许的。
（4）表面裂纹能藏垢纳污，容易造成或加速结构腐蚀。
（5）留下隐患，使结构变得不可靠。
焊接冶金学重点答案
（3）结构因素：主要有焊接结构和焊接接头的设计形式。
1）其影响主要表现在热的传递和力的状态方面；
2）改善措施：减小接头刚度、减少交叉焊缝，避免焊缝过于密集以及减少造成应力集中的各种因素。
（4）焊接结构的使用条件：
焊接结构的工作温度（高温、低温）;
碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用，也没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。因而用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件
2）焊接冷裂纹敏感系数
(1）不仅包括了母材的化学成分，又考虑了熔敷金属含氢量与拘束条件的作用。
(2）根据Pc值可以通过经验公式求出斜y坡口对接裂纹试验条件下，为了防止冷裂纹所需要的最低预热温度To(℃):
（二）间接推算类：碳当量法、冷裂纹敏感指数Pc法、HAZ最高硬度法等
（三）使用性能试验类：力学性能试验、耐压试验等
3-2:选择或制定焊接性试验方法的原则:１)针对性与可比性原则：焊接性试验的条件要尽量与实际焊接时的条件相一致２)可靠性原则：焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好的再现性３)注意试验方法的经济性原则
To=1440 Pc-392()通常的讲就是对冷裂纹发生可能的敏感程度或指标。一般和碳当量同步的，其值越高，裂纹倾向就越大，一般碳当量公式计算结果大于等于0.45 即有冷裂纹的倾向。此外表面硬度越高，裂纹倾向也越大。
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
(二)中碳钢调质状态下焊接时的工艺特点
(1)当必须在调质状态下进行焊接时，除了裂纹外，热影响区的主要问题是：高碳马氏体引起的硬化和脆化；高温回火区软化引起的强度降低。
焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案模块六
模块六
6-1答：
焊接性是指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。
影响焊接性的因素:
(1)材料因素； (2)工艺因素 （3）结构因素； (4) 使用条件
6-2 答：
（1）焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。
（2）焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好地再现性。
（3）应选用最经济和方便的试验方法。
6-3答：
热焊接性是指焊接热循环对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度。
冶金焊接性是指在一定冶金过程条件下，物理化学变化对焊缝性能和产生缺陷的影响程度
6-4解：
1556Ni Cu V Mo Cr Mn C CE ++++++=（﹪）
CE=0.35+1/6×1.1+1/5(1.1+0+0)+1/15(0.3+0)=0.77（﹪）。
焊接冶金学与焊接性课后习题
基本原理绪论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。
智慧树答案焊接冶金学(山东联盟)知到课后答案章节测试2022年
绪论1.扩散焊属于答案:压焊2.高频感应焊属于答案:熔焊3.在连接处不能形成共同晶粒的方法是答案:钎焊4.熔焊焊接接头包括以下区域答案:焊缝;热影响区;熔合区5.真空电子束焊无填充材料焊接过程哪些过程答案:凝固结晶和相变过程;热过程6.熔焊焊接过程中可能发生冶金反应的区域包括答案:焊缝;熔合区7.焊接是一种永久性连接方法。
答案:对8.焊接过程中接头处发生熔化的焊接方法都是熔焊。
答案:错9.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:错10.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:对第一章1.等离子弧本质上是被压缩的电弧。
答案:对2.低碳钢焊接时熔池平均温度约1770±100K答案:错3.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:错4.减小熔滴尺寸对于加强冶金反应是有利的答案:对5.焊条电弧焊时的有效热量包括：答案:用于熔滴过渡的热量;母材吸收的热量6.计算焊条金属的损失系数时，损失部分包括答案:蒸发损失;飞溅损失;氧化损失7.可以提高焊缝熔深的措施包括答案:减小电弧电压;增大电流8.热效率最高的焊接方法是答案:激光焊9.焊接温度场的研究以哪种传热形式为主答案:热传导10.薄板焊接时热源可看作：答案:线热源第二章1.熔合比是指焊缝中熔化的母材与填充材料之比答案:错2.电弧空间内分子状态的H2、N2、O2的含量很低。
答案:错3.氢在钢焊缝中既可以呈原子、离子状态，也有分子状态的H2。
答案:对4.埋弧焊的保护方式一般是答案:熔渣保护5.碱性焊条常用的脱氧剂是答案:Si-Mn6.熔渣碱度增加时，哪种说法错误：答案:提高硅的过渡系数7.CaO不具有的作用是：答案:脱氢8.实心焊丝MIG焊接时，焊接化学冶金反应区包括：答案:熔池反应区;熔滴反应区9.增加电弧电压，会增大焊缝中哪些元素的含量。
答案:O;N10.温度升高时，以下哪些说法正确：答案:增加氢的溶解度;降低熔渣黏度第三章1.随着焊接自动化水平的提高体现在埋弧焊焊丝焊剂的用量的提高。
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。
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。
焊接冶金学及金属材料焊接 习题答案 模块八
模块八8-1答：奥氏体不锈钢中含镍8%~25%，在焊接的时候，焊接接头容易出现应力开裂和热裂纹，为了保证焊接接头的质量，需要选择正确的工艺方法，焊接工艺要点如下：正确选择焊接材料，选择焊接材料的原则是焊缝金属的合金成分与母材成分基本相同，并降低焊缝中碳、磷和硫等杂质的含量；选择合理的焊接方法，奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，可以采用焊条电弧焊，埋弧焊，惰性气体保护焊和等离子焊等焊接方法；焊前的准备，包括下料方法，坡口的加工方法，焊前的清理和表面的防护等；焊接工艺参数，焊接电流，电弧电压，焊接速度，焊丝或焊条的直径等。
焊后表面处理方法，不锈钢焊接以后进行表面处理，以增加其抗腐蚀的能力，处理的方法有表面抛光，酸洗和钝化处理等；焊后检验，焊后除了进行一般的焊接缺陷检验以外，还要进行耐腐蚀性试验。
8-2答：（1）焊接性分析奥氏体不锈钢焊接的主要问题是焊接接头晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、焊接接头热裂纹和焊接接头的力学性能，晶间腐蚀是奥氏体不锈钢板一种危险的破坏形式，通过调整焊缝金属组织，同样可以改善焊缝金属抗晶间腐蚀的能力。
应力腐蚀发生在有应力作用的条件下，奥氏体不锈钢的热物理性能导热性差，线胀系数大，在相同的条件下，焊接残余应力较大，为防止产生应力腐蚀开裂，合理调整焊缝成分。
奥氏体不锈钢焊接时，焊缝和近缝区均可产生热裂纹，这是因为奥氏体钢的物理性能有其独特之处。
为了防止热裂纹，通常采用同材质的焊缝金属，应尽量选择含杂质较低的焊接材料，选择母材时也是如此，为提高镍含量大于15%的奥氏体钢的抗裂性，可采用奥氏体加一次碳化物或奥氏体加硼化物的双相组织，这样不会损坏焊接接头的高温性能。
若在高温环境中，作为热强钢或在低温下工作时，就应该注意低温脆化和高温脆化问题。
（2）焊接工艺特点奥氏体不锈钢的焊接，除一般结构钢的焊接工艺特点之外，还有其独特之处。
1）由于奥氏体不锈钢热导率小，线胀系数大，自由状态焊接时易产生较大的焊接变形。
焊接冶金学习题(附答案)
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。
5、综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响？答：（1）焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响：手工电弧焊时，增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加；增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。
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：熔滴的表面积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.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。
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。
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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。
预热温度：100～150℃。
焊后热处理：电弧焊一般不进行或600～650℃回火。
电渣焊900～930℃正火，600～650℃回火3.Q345与Q390焊接性有何差异？Q345焊接工艺是否适用于Q390焊接，为什么？答：Q345与Q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，从而使Q390的碳当量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。
Q345的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接，因为Q390的碳当量较大，一级Q345的热输入叫宽，有可能使Q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严重。
4.低合金高强钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？答：选择原则：考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响。
由于一般不进行焊后热处理，要求焊缝金属在焊态下应接近母材的力学性能。
中碳调质钢，根据焊缝受力条件，性能要求及焊后热处理情况进行选择焊接材料，对于焊后需要进行处理的构件，焊缝金属的化学成分应与基体金属相近。
5.分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度。
答：焊接时易发生脆化，焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降。
焊接工艺特点：焊后一般不需热处理，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术。
典型的低碳调质钢的焊接热输入应控制在Wc0.18％时不应提高冷速，Wc0.18％时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于481KJ/cm当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800～500℃的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使热影响区韧性下降，所以需要避免不必要的提高预热温度，包括屋间温度，因此有最低预热温度。
通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。
6.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热处理？答：低碳调质钢：在循环作用下，t8/5继续增加时，低碳钢调质钢发生脆化，原因是奥氏体粗化和上贝氏体与M-A组元的形成。
中碳调质钢：由于含碳高合金元素也多，有相当大淬硬倾向，马氏体转变温度低，无自回火过程，因而在焊接热影响区易产生大量M组织大致脆化。
低碳调质钢一般才用中、低热量对母材的作用而中碳钢打热量输入焊接在焊后进行及时的热处理能获得最佳性能焊接接头。
7.比较Q345、T-1钢、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、热裂和消除应裂纹的倾向.答：1、冷裂纹的倾向：Q345为热扎钢其碳含量与碳当量较底，淬硬倾向不大，因此冷裂纹敏感倾向较底。
T-1钢为低碳调质钢，加入了多种提高淬透性的合金元素，保证强度、韧性好的低碳自回火M和部分下B的混合组织减缓冷裂倾向，2.25Cr-1Mo为珠光体耐热钢，其中Cr、Mo能显著提高淬硬性，控制Cr、Mo的含量能减缓冷裂倾向，2.25-1Mo冷裂倾向相对敏感。
30CrMnSiA为中碳调质钢，其母材含量相对高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的过饱和度，点阵畸变更严重，因而冷裂倾向更大。
2、热裂倾向Q345含碳相对低，而Mn含量高，钢的Wmn/W能达到要求，具有较好的抗热裂性能，热裂倾向较小。
T-1钢含C低但含Mn较高且S、P的控制严格因此热裂倾小。
30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高，焊缝凝固结晶时，固-液相温度区间大，结晶偏析严重，焊接时易产生洁净裂纹，热裂倾向较大。
3、消除应力裂纹倾向：钢中Cr、Mo元素及含量对SR产生影响大，Q345钢中不含Cr、Mo，因此SR倾向小。
T-1钢令Cr、Mo但含量都小于1%，对于SR有一定的敏感性；SR倾向峡谷年队较大，2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相对都较高，SR倾向较大。
8.同一牌号的中碳调质钢分别在调质状态和退火状态进行焊接时焊接工艺有什么差别？为什么中碳调质钢一般不在退火的状态下进行焊接？答：在调质状态下焊接，若为消除热影响区的淬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。
因为中碳调质钢淬透性、淬硬性大，在退火状态下焊接处理不当易产生延迟裂纹，一般要进行复杂的焊接工艺，采取预热、后热、回火及焊后热处理等辅助工艺才能保证接头使用性能。
9珠光体耐热钢的焊接性特点与低碳调质钢有什么不同珠光体耐热钢选用焊接材料的原则与强度用钢有什么不同？why？答：珠光体耐热钢和低碳调质钢都存在冷裂纹，热影响区硬化脆化以及热处理或高温长期使用中的再热裂纹，但是低碳调质钢中对于高镍低锰类型的刚有一定的热裂纹倾向，而珠光体耐热钢当材料选择不当时才可能常产生热裂纹。
珠光体耐热钢在选择材料上不仅有一定的强度还要考虑接头在高温下使用的原则，特别还要注意焊接材料的干燥性，因为珠光体耐热钢是在高温下使用有一定的强度要求。
10低温钢用于-40度和常温下使用时在焊接工艺和材料上选择是否有所差别？why？答：低温钢为了保证焊接接头的低温脆化及热裂纹产生要求材料含杂质元素少，选择合适的焊材控制焊缝成分和组织形成细小的针状铁素体和少量合金碳化物，可保证低温下有一定的AK要求。
对其低温下的焊接工艺选择采用SMAW时用小的线能量焊接防止热影响区过热，产生WF和粗大M,采用快速多道焊减少焊道过热。
采用SAW时，可用振动电弧焊法防止生成柱状晶。
第四章不锈钢及耐热钢的焊接1.不锈钢焊接时，为什么要控制焊缝中的含碳量？如何控制焊缝中的含碳量？答：焊缝中的含碳量易形成脆硬的淬火组织，降低焊缝的韧性，提高冷裂纹敏感性。
碳容易和晶界附近的Cr结合形成Cr的碳化物Cr23C6，并在晶界析出，造成“贫Cr”现象，从而造成晶间腐蚀。
选择含碳量低的焊条和母材，在焊条中加入Ti，Zr，Nb，V等强碳化物形成元素来降低和控制含氟中的含碳量。
2.为什么18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有一定数量的铁素体组织？通过什么途径控制焊缝中的铁素体含量？答：焊缝中的δ相可打乱单一γ相柱状晶的方向性，不致形成连续，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr条件，可减少γ晶粒形成贫Cr层，故常希望焊缝中有4%~12%的δ相。
通过控制铁素体化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，来控制焊缝中的铁素体含量。
3.18-8型不锈钢焊接接头区域在那些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接头有三个部位能出现腐蚀现象：{1}焊缝区晶间腐蚀。
产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，导致γ晶粒外层的含Cr量降低，形成贫Cr层，使得电极电位下降，当在腐蚀介质作用下，贫Cr层成为阴极，遭受电化学腐蚀；{2}热影响区敏化区晶间腐蚀。
是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物，形成贫Cr层，造成晶间腐蚀；{3}融合区晶间腐蚀{刀状腐蚀}。
只发生在焊Nb或Ti的18-8型钢的融合区，其实质也是与M23C6沉淀而形成贫Cr有关，高温过热和中温敏化连过程依次作用是其产生的的必要条件。
防止方法：{1}控制焊缝金属化学成分，降低C%，加入稳定化元素Ti、Nb；{2}控制焊缝的组织形态，形成双向组织{γ+15%δ}；{3}控制敏化温度范围的停留时间；{4}焊后热处理：固溶处理，稳定化处理，消除应力处理。
4.简述奥氏体不锈钢产生热裂纹的原因？在母材和焊缝合金成分一定的条件下，焊接时应采取何种措施防止热裂纹？答：产生原因：{1}奥氏体钢的热导率小，线膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，街头在冷却过程中产生较大的拉应力；{2}奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于有杂质偏析，而促使形成晶间液膜，显然易于促使产生凝固裂纹；{3}奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂，不仅S、P、Sn、Sb之类杂质可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限{如Si、Nb}，也易形成易溶共晶。