金属焊接性

2012太原科技大学期末考试试题

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。

含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行能力。

影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境

评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。

1.实验方法应满足的原则：1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性

中碳调质钢的焊接有冷裂纹,热裂纹热影响区性能的变化(脆化,软化)等问题。

特殊性能的低合金钢分为低温刚,耐候钢,低合金耐蚀钢三类。

珠光体耐热钢提高高温强度的途径是碳含量低,合金元素少（不超过3%-5%）热膨胀系数小导热性好,并有良好的冷热加工性,加入Cr,Mo,W,V,等主要强化铁素体,提高钢的高温强度。

不锈钢空冷后室温组织分为铁素体钢,奥氏体钢,马氏体钢,奥氏体-铁素体双相钢,沉淀硬化型或时效硬化型钢。

耐热钢的脆化形式淬火脆化,回火脆化,时效脆化,二次淬火脆化或高铬铁素体钢的晶粒长大脆化,及铬镍奥氏体钢沿晶界析出碳化物脆化,475℃脆化和σ相脆化。珠光体耐热钢以Cr,Mo,W,V,为主加元素的中低合金钢。

铝及铝合金焊接时会出现氢气孔,还存在强的氧化能力,热导率和比热容大,热裂纹倾向大,容易形成气孔,焊接接头容易软化,合金元素蒸发和烧损,焊接接头的耐腐蚀性低于母材,固态和液态无色泽变化等问题。

铜及铜合金焊接时易出现难融合及易变形,焊缝易产生热裂纹,易生成气孔,焊缝塑形下降,导电性下降,耐蚀性下降等问题。

焊接紫铜常会出现哪些问题答：1难融合及易变形2产生热裂纹3产生气孔4接头塑形导电性耐蚀性下降。

出现问题的原因1热导率大使热量很快消失,线胀系数和收缩率大,易变形。2铜在融化状态易与其中杂质氧反应生成Cu2O,Cu2O与Cu形成低熔点共晶,且共晶温度低于铜的熔点,使焊缝形成热裂纹,S与O相同。3焊缝为单质α组织,易生成粗大的晶粒加剧热裂纹生成,收缩率及线胀系数大,应力较大促使热裂纹生成。4氢及水蒸气在焊接时形成氢气孔.5焊缝及热影响区出现粗大晶粒,加入一定量的脱氧元素,降低了焊缝塑性与导电性,合金元素的氧化和蒸发,接头的各种缺陷。晶界上脆性共晶存在导致耐蚀性下降。

如何防止1使用大功率的热源，在焊前或焊中采取预热或保温措施,提高加工刚度,增加防变形。2对融化金属进行脱氧,且严格控制焊缝中S的含量3控制焊接时氢的来源,降低熔池的冷却速度,使气体容易逸出使气体容易析出减少氧氢来源和对熔池进行适当的脱氧使熔池慢冷。4采用埋弧焊或惰性气体保护焊提高焊缝

金属的纯度。

铸铁与低合金钢产生裂纹的原因有何不同论述产生裂纹的特点。答：铸铁产生裂纹主要是冷裂纹(热应力超过其塑性变形能力而发生突然断裂)和热裂纹(焊缝C,S,P含量不均形成低熔点共晶在奥氏体间分布),低合金钢产生的裂纹主要是冷裂纹(淬硬组织引起)和热裂纹(随碳及合金元素增加结晶偏析倾向形成),再热裂纹(焊后消除应力热处理或焊后高温加热)。

特点：铸铁：1焊缝和热影响区都有较大的冷裂纹敏感性2一般在400℃以下伴随脆性断裂声3尺寸较大,甚至贯穿整个焊缝的宏观裂纹4焊缝底部形成热裂纹甚至宏观热裂纹。低合金钢：1随着钢材强度级别的提高，合金元素的增加，淬硬倾向逐渐增大,冷裂纹倾向加大2热裂纹一般不会出现,但随碳含量和合金元素含量的增加,也可出现热裂纹3为加强淬透性和回火稳定性加入的一些合金元素易引起再热裂纹。

含铌及钛的不锈钢在焊接接头产生刀状腐蚀的原因是什么答：固化之后加上敏化,其敏化机理是晶界析出碳化物,紧靠熔合线的金属加热到1000℃以上时,原先析出的碳化钛开始分解,碳和钛都向奥氏体中溶解,变成固溶态,如果达到1300℃以上,如果时间允许,碳化钛几乎可以完全溶解,于是金属就变成了固溶处理,如果该处正好是下一道焊缝热影响的800-1000℃区带,冷却过程中肯定要经过450-800℃的敏化温度,产生晶间腐蚀的倾向。单道焊缝的结构经过敏化温度的受热,同样要在热影响区的过热段出现晶间腐蚀的倾向,由于前次焊缝的过热区段很窄,再次受热而敏化区也就很窄放在腐蚀介质作用下形成刀状腐蚀。

低碳钢与其它钢为什么要预热，预热的作用是什么答：（1）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。

（2）预热可降低焊接应力。均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差（也称为温度梯度）。这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。

（3）预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。

合金钢结构的强化途径有哪些钢的强化途径有哪些简述它的机理。

（1）细晶强化（2）相变强化（3）加工强化（4）合金强化（5）热处理强化珠光体不锈钢，奥氏体不锈钢与异种钢焊接时易出现什么问题

1、焊缝化学成份的控制

2、凝固过渡层的形成3碳迁移过渡层的形成4残余应力的形成。铝及铝合金焊接时易出现什么气孔氢气孔产生原因由于铝的本质特性决定与钢相比产生气孔所需临界氢分压最低，在高温时融化的铝中吸收大量氢，在凝固时，请的溶解度突变，以气泡形式溢出，因铝导热率大，熔池冷却速度快，所以气孔来不及逸出，尤其是纯铝。如何预防1限制氢来源2控制焊接工艺3调整电弧气氛。焊接预热的作用是什么1减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高抗裂性2降低焊接应力，降低焊接应变速率3降低焊接结构的拘束度。

镁合金焊接时容易出现哪些问题如何防止

答：粗晶问题、氧化和蒸发、热应力、焊缝下榻、气孔、热裂纹。其中气孔和裂纹是最常见的缺陷。防止措施：一、减少氢的来源。二、选择合理的焊接工艺参数。三、焊前预热。

奥氏体不锈钢产生裂纹的主要原因

答：热导率小，线膨胀系数小，在焊接区降温期焊接接头必然要承受较大的拉应力，促成各种类型裂纹的产生。σ相析出脆化的原因是一些镍含量不是很高的奥氏体不锈钢，为提高焊缝的抗热裂纹性而设计的体积分数为3-5%或更高的铁素体组织的焊缝，在650-850℃高温持续服役的过程中会发生六相脆变。与焊缝金属的化学成份，组织，加热温度保温时间等有关。如何防止1选择焊接材料时不能只考虑防止热裂纹而选用使焊缝出现多量铁素体的组织2严格限制加速σ相形成的元素(硅、铌等)3适当降低铬含量提高镍含量4选用热输入小的焊接方法5避免焊件在650-850℃进行焊后热处理，减少在此温度停留时间。

低碳调质钢和中碳调质钢哪类对冷裂纹敏感中碳调质钢更敏感。为什么答：因为中碳调