材料连接原理答案

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。

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？

工艺性对比

钛钙型（J422）碱性低氢型（J507）电弧稳定性好差（含CaF2）飞溅少（细颗粒过渡）多（短路过渡）焊缝成型好差

脱渣性好差（渣不松脆，膨胀系数差小）气孔敏感性小大

焊接烟尘少多

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。

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。

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。

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

（4）渣中氟化钙也有利于脱硫

21.简述焊接熔池的凝固特点？

答：1，熔池体积小，加热温度高，冷却速度快；

2，热源移动结晶过程连续进行并随熔池前进；

,3，液态金属中不同部位其温度不均匀性巨大，中心过热；

,4，原始成分不均匀，因熔池存在时间短而来不及均匀化。

22焊接热循环与热处理相比有何特点？试用这些特点分别比较45钢和40Cr在热处理条件下近缝区的淬透性大小？

焊接热循环特点：①加热温度高②加热速度快③高温停留时间短④自然冷却⑤局部加热

淬透性比较：45钢------焊接条件下近缝区的淬透性大于热处理的淬透性，40Cr------相反45钢由于不含碳化物形成元素，焊接条件下近缝区峰值温度高，使奥氏体晶粒粗化，增大奥氏体稳定性，故淬透性和热处理相比反而大。40Cr在焊接快速加热条件下，高温停留时间短，碳化物形成元素不能充分溶解到奥氏体中，奥氏体的稳定化程度不如热处理条件，故淬透性小。

23 简要说明不易淬火钢和易淬火钢粗晶区的组织特点和对性能的影响？

答：不易淬火钢：

组织特点：晶粒粗大，易出现魏氏组织

性能：塑性，韧性低，易产生脆化和裂纹

易淬火钢：

组织特点：粗大的马氏体

性能：该区脆硬，易产生延迟裂纹

24.试分析钢种淬硬倾向的影响因素？用什么指标来衡量高强钢的淬硬倾向比较合理？（1）化学成分：碳当量升高，淬硬倾向升高

（2）冷却条件：t8/5降低，淬硬倾向升高

用HAZ的最高硬度Hmax来评定钢的淬硬倾向比较合理，因为它综合反映了化学成分和冷却条件的影响。

25试简述焊接HAZ区韧化的途径有哪些？

（1）控制组织：在组织上能获得低碳马氏体、下贝氏体和针状铁素体等韧性较好的组织。（2）合理制定焊接工艺，正确地选择焊接线能量和预热，后热温度，既不致过热脆化，又不致淬硬脆化。

（3）采用焊接后热处理来接头的韧性。

（4）研制发展新的钢种，进一步细化品粒，降低钢中的杂质S、P、O、N等的含量，使钢材的韧性大为提高，也提高了焊接HAZ的韧性。

26、试分析不易淬火钢热影响区中正火区的组织特点？

该区的母材金属被加热到Tg—AC3温度范围，铁素体和珠光体将发生重结晶，全部转变为奥氏体，形成的奥氏体晶粒尺寸小于原铁素体和珠光体，然后在空气中冷却就会得到均匀而细小的珠光体和铁素体，相当于热处理时的正火组织，故亦称正火区。

27、试分析不易淬火钢热影响区中不完全重结晶区的组织特点？

焊接时处于AC1—AC3之间范围内的热影响区属于不完全重结晶区。因为处于AC1—AC3范围内只有一部分组织发生了相变重结晶过程，成为晶粒细小的铁素体和珠光体，而另一部分是始终未能溶入奥氏体的剩余铁素体，由于未经重结晶仍保留粗大晶粒。所以，此区特点是晶粒大小不一，组织不均匀。

28.试分析易淬火钢热影响区中完全淬火区的组织特点？

焊接时热影响区处于AC3以上的区域，与不易淬火钢的过热区和正火区相对应，铁素体和珠光体全部转变为奥氏体，由于这类钢的淬硬倾向较大，焊后冷却时很易得到淬火组织（马氏体），故称淬火区。在紧靠焊缝相当于低碳钢的过热区的部位，由于晶粒严重粗化，故得到粗大的马氏体，而相当于正火区的部位则得到细小的马氏体。

29.试分析易淬火钢热影响区中不完全淬火区的组织特点？

母材被加热到AC1~AC3温度之间的热影响区，在快速加热条件下，奥氏体化不完全。铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏体、索氏体转变为奥氏体，在随后快冷时，奥氏体转变为马氏体，原铁素体保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体+铁素体的混合组织，故称不完全淬火区。

30.低合金高强钢HAZ最常见缺陷之一为脆化，试问：脆化种类？M-A脆化特点？热应变时效脆化一般易在焊接接头的哪些部位产生？

1.脆化种类：粗晶脆化，组织脆化（M-A脆化、析出脆化、遗传脆化），热应变时效脆化，

石墨脆化等。

2.M-A脆化特点：

1）M-A脆化与钢种合金化程度有关

2）M-A脆化只有在中等冷速下产生。冷速越快，残余A全部转变为片状M；冷却过慢，残余A分解为F+Fe3C.

3)M-A组元中的孪晶M脆性大，显微裂纹易在M-A组元边界扩展。

3. 热应变时效脆化产生的部位：

单道焊时易在Ar1以下的亚热影响区出现；

多道焊时易在熔合区出现。

31.试分析如何控制低合金高强度刚焊接HAZ的韧性？

（1）控制组织：在组织上能获得低碳马氏体、下贝氏体和针状铁素体等韧性较好的组织。（2）合理制定焊接工艺，正确地选择焊接线能量和预热、后热温度，既不致过热脆化，又