金属熔化焊

1、低碳钢的焊接工艺（焊条电弧焊）
①焊接材料：低碳钢的焊条电弧焊可选用酸性焊条、但在焊接大厚度工件、大刚度拘束件及低温条件等特殊情况下焊接时应选用碱性焊条。在选择焊条时，可按照焊缝金属与母材等强度的原则，并严格烘干。
②焊前清理：采用碱性焊条时，焊接前必须对工件坡口及坡口两侧各20mm范围内的水、油和锈等杂质清理干净、采用碱性焊条时，对于焊缝质量要求不高，工件表面锈较少时，可以不进行除锈。
③焊前预热：在对大刚度结构、大厚板结构和低温条件低碳钢结构进行焊接时，由于冷却速度快，结构钢性大，易产生裂纹，因而应考虑预热。
④焊接工艺参数：一般可根据板厚来选用合适的直径的焊条和层数，再根据焊条直径选用合适的焊接电流。
⑤焊后热处理：对于刚性较大的焊件，焊后易产生较大的焊接残余应力，增大了裂纹的倾向性，因而应进行焊后消除应力处理。


2、中碳钢焊条电弧焊焊接工艺
①焊接材料：一般情况下应尽量选用抗裂性能好的低氢型焊条，并加热到350到400摄氏度烘干，在个别情况也可采用钛铁矿型或钛钙型焊条，但尽量减少母材熔深、严格控制预热温度及采取焊后缓冷等措施。特殊情况下，为了减少焊接接头的应力，增加焊缝金属性，避免热影响区热裂纹的产生，可采用铬镍不锈钢焊条焊接。
②焊前准备：制备坡口时，尽量选用U形或V形坡口形式，也尽量减少母材金属熔入焊缝中的比例，从而减少焊缝金属中碳含量，增加焊缝金属的韧性和降低冷裂倾向，中碳钢为了降低焊缝和热影响区的冷却速度，防止产生淬硬组织，都需要预热和一定的层间温度。
③焊接工艺参数：焊接时尽量用直流反接法，多层焊时第一层应尽量采用小直径焊条、小电流、慢速焊接，其余参数可参照低碳钢的焊接工艺参数下限值。
④焊接热处理：中碳钢焊后一般都要进行应力回火处理，保温时间大约为10mm厚度为1h左右，特别是对于刚性较大或工作环境恶劣的焊件，应进行后热，使扩散氢充分逸出。同时为了消除应力，焊后可采用锤击焊道的方法减少焊接残余应力。


3、焊接接头再热裂纹、原因、因素、措施？
原因：①奥氏体不锈钢的线膨胀系数大，导数系数小，延长了焊缝金属在高温区停留时间，提高了焊缝金属在高温时经受的拉伸应变。
②奥氏体不锈钢焊缝结晶时，液相线与固相线之间的距离大，凝固过程的温度范围大，使低熔点杂质偏析严重，并且在晶界聚集。
③纯奥氏体焊缝的柱状晶间存在低熔点夹层薄膜，在凝固结晶后勤以液态膜

形式存在于
奥氏体柱状晶粒之间，在一定的拉应力作用下起裂、扩散形成晶间开裂。
因素：①焊缝金属组织 单相奥氏体焊缝对热裂纹较为敏感，由于单相奥氏体的合金化程度高，奥氏体非常稳定，焊接时易产生方向性很强的粗大柱状晶组织，高合金化增大了液固相线的间距，加剧了偏析，在结晶形成溶夹层，增加单相奥氏体对热裂纹的敏感性。
②焊缝的化学成分 硫磷元素等杂质元素由于在晶间形成低熔点共晶，显著增大了热裂纹敏感性。
③形成较大的焊接应力。
措施：①调整焊缝金属为双相组织 在奥氏体基础上加入适量的铁素体时，裂纹敏感性大大降低。
②控制焊缝金属的化学成分 主要应严格控制S、P和Ni等有害杂质的含量，适当增加Cr、Mn、Si和Mo等元素的含量。
③正确选用焊接材料 用低氢型焊条可以使焊缝晶粒细化，减少杂质偏析，提高抗裂性，但易使焊缝C含量增加，降低耐腐蚀性；用酸性焊条，氧化性强，合金元素烧损严重，抗裂性差，而且晶粒粗大，易产生热裂纹。
④采用合适的焊接工艺参数 采用小线能量焊接，减少熔池过热，避免形成粗大的柱状晶，采用快速冷却，减少偏析，提高抗裂性，多层焊时，要控制层间温度，后道焊缝要在焊道冷却到60摄氏度一下再施焊。
简答题
1、影响金属焊接性的因素
①材料因素：焊接时直接参与与物理化学反应和发生组织变化的母材和焊件的化学成分，冶炼轧制状态，热处理状态，组织状态和力学性能等因素的影响，其中化学成分是主要因素。
②设计因素：焊接结构的安全性不但受到材料的影响，而且在很大程度上还受到结构形式的影响，不仅影响材料对焊接裂纹的敏感性，还可能影响接头的力学性能。
③工艺因素：施工时所采用的焊接方法，焊接工艺规程和焊后热处理等因素。
④服役环境因素：焊接结构的工作温度、负荷条件和工作环境。一般而言，工作环境恶劣，则对焊接性会指出更高的要求。

2、低碳钢在低温条件下的焊接
①焊前预热，焊接时保持层间温度
②采用低氢或超低氢焊接材料
③定位焊时加大电流，减慢焊速，适当增大定位焊缝截面和长度，必要施加预热
④焊接要连续，尽量避免中断，特别是多层焊应尽量连续焊完最后一层
⑤不要在坡口以外的母材上引弧，熄弧时要填满弧坑
⑥焊后要注意缓冷，一般不需要消除应力回火

3、怎样防止珠光体耐热钢再热裂纹
①采用高温塑性高于母材的焊接材料，严格限制母材和焊接材料中的合金成分，特别是严格限制V、Ti、Nb等合金

元素的含量到最低的程度
②将预热温度提高到250摄氏度，层间温度控制在300摄氏度左右
③采用低线能量的焊接工艺，减少焊接过热区温度，细化晶粒
④选择合适的热处理制度、避免在敏感温度区间停留较长时间


4、珠光体耐热钢焊接时应该注意的要点
①定位焊和正式施焊前都需要预热，若焊件刚性大，宜整体预热
②焊条电弧焊时，应尽量减少接头的拘束度，可选用奥氏体焊条，焊前按预热工艺参数预热，焊后一般不进行回火处理
③焊接过程中应保持焊件的温度不低于预热温度，避免中断
④气焊时，宜采用右焊法施焊，选择乙炔量稍多的中性焰，焊后应采取正火加回火热处理制度，以防晶粒粗大、塑性和韧性降低
⑤焊缝正面余高不宜过高


5、灰铸铁的焊接工艺
①铸铁的形状，如大小、厚薄和结构复杂程度
②焊接部位缺陷情况，如缺陷类型、大小、刚度等
③焊后质量要求，如焊后接头的力学性能，颜色、密封性以及加工性等
④现场设备和经济性等要求来选择，可采用焊条电弧焊和气焊



6、为了解决钢和铝及其合金熔焊时的困难，常采取什么措施
①为了减小钢与铝产生的金属间化合物，在钢的表面覆盖一层与铝能很好结合的过液金属，如锌、银等。过渡层厚度为30到40um，钢侧为钎，铝侧为熔焊
②对接焊时，使用k形坡口，坡口在钢材一侧，焊接热源偏向铝材一侧，使两侧受热均匀，防止镀层金属蒸发
③使用惰性气体保护如用氩弧焊等。



7、焊条电弧焊的特点
①设备简单，轻便适合现场焊接
②焊接时是明弧，便于焊工操作观察，焊接灵活性大，特别是有些不规则的和零件的可达性不好的部位进行堆焊为合适
③焊条电弧焊热量集中，通过选择不同的焊条能够获得几乎所有的堆焊合金成分
④这种焊接方法的生产效率低，且稀释率较高，不容易获得薄且均匀的堆焊层，通常要堆焊2-3层但是堆焊层数不能太多会导致开裂。