材料连接原理范围后答案

1.焊接的定义？焊接与机械连接各有何特点？（简08）P1

答：焊接是通过加热或加压（或两者并用）使两个分离表面的院子达到晶格距离，并形成金属键而获得不可拆接头的工艺过程。

机械连接技术是指用螺钉、螺栓和铆钉等紧固件将两分离型材或零件连接成一个复杂零件或不见的过程。相互间的连接是靠机械力来实现的，随机械力的消除接头可以松动或拆除。

2.试从理论上简述怎样才能实现焊接过程？采用什么工艺措施才能实现焊接？（简11）P2

答：理论上当两个被连接的固体材料表面接近到时，就可在接触表面上进行扩散再结晶等物理过程从而形成键合达到冶金连接的目的。

措施：（1）对被连接的材质施加压力；（2）对被连接材料加热（局部或整体）

3.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）P6

答：要求：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。

4.试简述焊接热过程的特点？（简06.10）P74

答：加热温度高；加热速度快；高温停留时间短；自然条件下连续冷却

5.焊条药皮的作用？P22

答：保护作用；冶金作用；改善焊接性

6.焊条工艺性能？P22

答：焊接电弧的稳定性；焊缝成形；全位置焊接性；飞溅；脱渣性；焊条的熔化速度；药皮发红的程度；焊条发尘量。

7.药芯焊丝特性？

答：（1）熔敷速度快，生产效率高（2）飞溅小（3）调整熔敷金属成分方便（4）综合成本低

8.烧接焊剂特点？

答：优点：（1）烧结焊剂的合金成分灵活性很强；（2）烧结焊剂可以有效降低焊接过程中的氧化烧损情况；（3）烧结焊剂具有良好的焊结工艺性能；（4）烧结焊剂比重小（5）生产过程环保节能、易输入便于回收。

缺点：（1）对焊接参数比较敏感（2）影响化学成分均匀性（3）吸湿性强易受潮，使用前必须严格烘干。

9.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）：SPN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。

10.试简述焊接熔渣的分子理论？离子理论？（简06.07.11）P26

答：分子理论：焊接熔渣主要由分子氧化物组成，有时还有氟化物；各化合物呈自由状态，也可呈复合状态，氧化物与其复合物处于平衡状态；只有自由氧化物才能参与和金属的反应。

离子理论：液态熔渣是由阴阳离子组成的电中性溶液；离子的综合矩越大，其静电场越强，对其他离子的作用力越强；熔渣与金属的作用是熔渣中的离子与金属原子交换电荷过程。

答：（1）使焊缝金属时效脆化、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；

控制含氮量的措施：

（1）焊接区中的氮主要来自空气，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）焊后脱氢处理：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。

控制含氧量措施：

（1）控制焊接材料含氢量（2）控制焊接工艺参数（3）采用合理的冶金方法脱氧

12.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

13.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。

14.为什么碱性焊条对铁锈和氧化皮敏感性大？而碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条低？P43

答：碱性渣中FeO更易向金属分配，在熔渣含FeO相同时碱性渣事焊缝含氧量比酸性渣多。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。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。