焊接理论基础习题及问题详解

第一章焊接化学冶金

1、什么是焊接化学冶金？它的主要研究容和学习的目的是什么?

答：焊接化学冶金指在熔焊过程中，焊接区各种物质之间在高温下的相互作用反应。它主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。2、调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？

答：调控焊缝化学成分的两种手段：

1）、对熔化金属进行冶金处理；2）、改变熔合比。

怎样影响焊缝化学成分：

1）、对熔化金属进行冶金处理，也就是说，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊接成分；

2）、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比，改变熔合比可以改变焊缝金属的化学成分。

3、焊接区气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？

答：焊接区气体的主要来源是焊接材料，同时还有热源周围的空气，焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等，在焊接时也会析出气体。

产生：

①、直接输送和侵入焊接区的气体。

②、有机物的分解和燃烧。

③、碳酸盐和高价氧化物的分解。

④、材料的蒸发。

⑤、气体（包括简单气体和复杂气体）的分解。

4、氮对焊缝质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？

答：氮对焊接质量的影响：

a在碳钢焊缝中氮是有害的杂质，是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。

b氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素。c 氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。

控制焊缝含氮量的主要措施：

a、控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用；

b、在药皮中加入造气剂（如碳酸盐、有机物等），形成气渣联合保护，可使

焊缝含氮量下降到0.02%以下；

c、采用短弧焊（即减小电弧电压）、增大焊接电流、采用直流反接均可降低

焊缝含氮量；

d、增加焊丝或药皮中的含碳量，可降低焊缝中的含氮量。

5、综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响？

答：（1）焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响：手工电弧焊时，增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加；增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。

电弧焊时，电流种类和极性对焊缝含氢量也有影响。

（2）制造焊条时，适当提高烘烤温度可以降低焊接材料的含水量，因而也就相应地降低了焊缝中的含氢量。

（3）焊件坡口附近表面上的铁锈、油污、吸附水等是增加焊缝含氢量的原因之一，焊前应仔细清除。

6、氧对焊接质量有哪些影响？应采用什么措施减少焊缝含氧量？

答：氧对焊接质量的影响：氧在焊缝中无论以何种形式存在，对焊缝的性能都有很大影响。随着含氧量的增加，焊缝强度、塑性、韧性都有明显下降，尤其是低温冲击韧度急剧下降。此外，它还一起热脆、冷脆和时效硬化。另外，氧烧损钢中的有益元素使焊缝性能变化。熔滴中含氧和碳多时，它们相互作用生成CO受热膨胀，使熔滴爆炸，造成飞溅，影响焊接过程的稳定性。

减少焊缝含氧量的措施：

1）纯化焊接材料，在焊接某些要求比较高的合金钢、合金和活性金属时，应尽量用不含氧或氧少的焊接材料。

2）控制焊接工艺参数，为了减少焊缝含氧量，应采用短弧焊。

3）脱氧：用控制焊接工艺参数的方法减少焊缝含氧量是受限制的，所以必须用冶金的方法进行脱氧，比如硅锰联合脱氧。

7、

CO保护焊焊接低合金钢时，应采用什么焊丝？为什么？

2

答：用普通焊丝（H08A）进行

CO保护焊时，由于碳的氧化在焊缝中产生气体，

2

同时合金元素烧损，焊缝含氧量增大。所以必须采用含硅、锰高的焊丝（H08Mn2Si）或药芯焊丝，以利于脱氧，获得优质焊缝。

8、脱氧和合金过渡有何区别联系？选择脱氧剂和合金剂各应遵循什么原则？答：区别：

脱氧的目的是尽量减少焊缝中的含氧量和排除脱氧后的产物，而合金过渡的目的则是补偿焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素的损失，获得具有特殊性能的堆焊金属。

联系：脱氧和合金过渡都是通过在焊接材料中加入合适的元素或合金，使之在焊接过程中各自达到脱氧和合金的过渡，从而改善焊缝金属的组织和性能。

选择脱氧剂遵循的原则：

1）脱氧剂在焊接温度下对样的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大；

2）脱氧产物应不溶于液态金属；

3）必须考虑脱氧剂对焊缝成分、性能及焊接工艺性能的影响。

选择合金剂遵循的原则：

1）能补偿焊接过程中合金元素的损失；

2）能消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能；

3）合金剂制造工艺不易太复杂，成本不能太高；

4）合金的损失小，利用率高。

9、综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。答：氧化：碱性渣时焊缝含氧量比酸性渣时多。

脱氧：在熔渣脱氧时，碱度高不利于脱氧，但在用硅沉淀脱氧时，碱度高可以提高硅的脱氧效果。

脱硫：熔渣的还原性和碱度，渣中氧化钙的浓度高和氧化亚铁的浓度低都有利于反应的进行，因此，在还原其中脱硫是有利的，熔渣碱度高也有

利于脱硫。

脱磷：脱磷的有利条件是高碱度和强氧化性的、粘度小的熔渣，较大的渣量和较低的温度。

合金过渡：若其他条件相同，则合金元素的氧化物与熔渣的酸碱性相同时，有利于提高过渡系数。随碱度的增加合金过渡系数越大。

第二章焊接材料

1、焊条的组成及各部分的作用？

答：焊条由焊芯和药皮组成。

焊芯作用：受热熔化时作为焊缝填充金属，其化学成分和性能直接影响焊缝金属的质量。

药皮作用：

（1）保护作用。在电弧热作用下形成熔渣和气体，起到隔离空气，保护熔滴、熔池和焊接区的作用；

（2）冶金作用，包括：

a）去除有害杂质（S、P、N、H、O等）；b）添加有益合金；

（3）保证焊条具有良好的工艺性能，包括：

a）使电弧容易引燃，并燃烧稳定；b) 焊接飞溅小，成形美观；c）易于脱渣；d）适用于各种位置关系焊接。

2、综合分析碱性焊条药皮中

CaF的作用及对焊缝性能的影响。

2

答：它的主要作用是脱氢，在焊条药皮中加入

CaF，其可以通过焊接冶金

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反应生成HF气体，由于HF是比较稳定的气体，高温时不易发生分解，也不溶于液体金属中，而是与焊接烟尘一起挥发了，所以可以减低熔池金属中的H含量，从而提高焊缝金属的冲击韧性和抗裂性能。

3、试分析低氢型碱性焊条降低发尘量及毒性的主要途径。

低氢型碳钢焊条的焊接烟尘量高于钛钙型焊条，烟尘中危害最大的是KF，NaF，而钠钾主要存在于水玻璃中，故可用树脂来降低水玻璃的粘性作用。

4、低氢焊条为什么对铁锈、油污、水分很敏感？

低氢焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池，将很难脱出，所以低氢焊条对于铁锈、油污，水分很敏感，必须严格控制氢的来源才可以保证焊接质量。

5、酸性焊条及碱性焊条分别常采用哪种脱氧元素？

答：（1）酸性焊条常采用锰铁作为脱氧元素。因为，酸性渣中含有较多的SiO2和TiO2，它们容易与锰的脱氧产物MnO 生成复合物MnO·SiO2和