材料连接原理

1.试简述焊条的工艺性能？

焊接电弧的稳定性；焊缝成型；各种位置焊接的适应性；飞溅；脱渣性；焊条熔化速度；焊条药皮发红；焊接烟尘。

2.试简述药芯焊丝的特性？

(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。

3.试简述低氢焊条熔敷金属含氢量低的原因？

(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。

4.试简述不锈钢焊条药皮发红的原因？有什么解决措施？

药皮发红的原因：不锈钢寒心电阻大，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。

5.CO2焊接低合金钢一般选用何种焊丝？试分析其原因？

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。

6.试分析说明钛钙型（J422）焊条与碱性低氢型（J507）焊条，在使用工艺性和焊缝力学性能方面有哪些差别？

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）

（1）S、P、N控制较差，冷脆性、热裂纹倾向大

（2）【O】高，氧化夹杂多，韧性低

（3）【H】高，抗冷裂能力差

碱性低氢型（J507）

（1）杂质S、P、N低

（2）【O】低，氧化夹杂少

（3）【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。

7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固定的，试推导第n层金属的成分。（考研试题）

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=（Cw-Cd）/（Cb-Cd）

Cw——焊缝金属中合金元素的实际浓度

Cb——该元素在母材中的质量百分浓度

Cd——熔敷金属中该元素的质量百分浓度。

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。

因为C1=θCb+(1-θ) Cd

C2=θC1+(1-θ) Cd=Cb+(1-)Cd

C3=Θc2+(1-θ) Cd=Cb+(1-)Cd

……

Cn=Cb+(1-)Cd

即第n层金属的成分为Cn=Cb+(1-)Cd

8、直流正接为何比直流反接时焊缝金属熔氢量高？

（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。

9、简述氮对低碳合金钢焊缝金属性能的影响？

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、使焊缝金属产生时效脆化。

3、促使焊缝产生氮气孔；

4、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。

10、试简述氢对结构钢焊接质量的影响？

氢脆；白点；气孔；冷裂纹；组织变化。

11.试简述氧对焊接质量的影响？

（1）影响焊缝机械性能：塑性、韧性下降；引起热能、冷脆，时效硬化；

（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；

（6）氧在特殊情况下是有益的，如为了改善电弧特性。降低焊缝金属中的含氢量等。

12.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？

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，是焊缝增氧。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。

13.用某两种焊条焊接，焊条中含硫量相同。为什么焊后渣为碱性的焊缝含硫量小于渣为酸性的焊缝含硫量？

碱性渣中碱性氧化物的活度大，而碱性氧化物有利于脱硫：

[FeS]+(CaO)= [CaS]+(FeO)

[FeS]+(MnO)= [MnS]+(FeO)

故渣为碱性的焊缝含硫量小于渣为酸性的焊缝含硫量。

14.试以硅的沉淀脱氧为例，叙述提高脱氧效果的途径？

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，二氧化硅的百分含量降低，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

15.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？

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。

16.试简述用冶金方法脱硫的措施

答：（1）用合金元素锰脱硫

（2）用渣中碱性氧化物脱硫

（3）增加熔渣的碱度