焊接冶金学及金属材料焊接-习题答案模块五.pdf

模块五模块五 5-1 答： 硫、磷的含量要低，低碳钢焊芯中的含碳量，应在保证与母材基本等强度的情况下越少越好。 焊芯含碳量升高， 不仅会增大焊缝产生裂纹和气孔的倾向， 而且使焊接过程飞溅加大，使焊接过程不稳定。低碳钢焊芯的含碳量一般应当低于 0.10。 5-2 答： 以钛钙型焊条为例说明酸性焊条的冶金特性。 这类焊条药皮中含有大量酸性造渣物和硅酸盐及一定量的碳酸盐。此外还要加 0%左右的锰铁粉以脱氧和补充焊缝中的锰。冶金反应包括（1）铁的氧化、碳的氧化； （2）锰脱氧、硅脱氧； （3）熔渣中 SiO2中的 Si 被锰置换过渡到焊缝。 （4）S、P 过渡。碱性焊条与酸性焊条相比，熔渣以 CaO 为主，不能从熔渣中过渡 Si。熔渣的氧化性小。由于药皮中加入大量的大理石，所以焊接气氛的氧化性大，但由于药皮中加入数量较多的钛铁、硅铁等脱氧剂，实际上焊缝的含氧量较低。由于熔渣中CaO 较多，脱硫能力强，所以熔敷金属的抗热裂能力强。但由于熔渣中含 FeO 较多，所以熔渣脱磷能力不强。由于药皮中不加有机物和其他含氢物质，加上大理石，萤石都能降低电弧气氛中氢的分压，焊缝含氢量低，焊缝抗冷裂性能好。碱性焊条也是气-渣联合保护。隔绝空气的能力大于酸性焊条，焊缝的含氮量低。 5-3 答： 由于使用碱性焊条焊接的焊缝含氢量低， 所以碱性焊条又叫低氢型焊条。 采取的措施有：（1）药皮中加入大量的大理石，CaCO3分解产生的 CO2使焊接气氛中氢的分压降低； （2）药皮中加入大量的萤石，萤石分解产生的氟离子可以与氢离子结合成氟化氢； （3）药皮中不加有机物等含氢物质； （4）焊前要对焊条烘干，和对焊接区域严格清理。 5-4 答： 低氢型焊条工艺上的不足有： （1）电弧稳定性较差； （2）脱渣性差： （3）对工人健康不利。 原因：（1） 低氢钠型焊条药皮的组成物质不仅电离电位高， 而且由于所含大量萤石 （CaF2）中氟的反电离作用，而使电弧稳定性降低，因此需采用直流电源才能保证电弧稳定燃烧。为使低氢型焊条的电弧燃烧稳定性提高， 可以在药皮中另加一定量的碳酸钾、 钾水玻璃登稳弧剂，形成低氢钾型药皮焊条，就可以交直流两用（如 J506 焊条） 。 （2）低氢型焊条熔渣坚实，疏松度小，且膨胀系数与钢材相差小，所以脱渣性差。由于熔渣中含有 FeO 较多，而 FeO是与-Fe 的晶格类型相似的体心立方晶格，因而将牢固地搭建在焊缝金属里的-Fe 体心立方晶格上。 （3） 低氢型焊条烟尘中的毒性物质主要是药皮中的萤石和水玻璃等反应生成可溶于水的 NaF 和 KF。而不溶于水的 CaF2认为对人体不具有毒性。MnO 也具有毒性，可以毒害人的神经系统，但危害低于氟化物。 5-5 答： 药芯焊丝与实芯焊丝相比，有以下优点：药芯焊丝优点：(1）对各种钢材的焊接，适应性强 调整焊剂的成分和比例极为方便和容易，可以提供所要求的焊缝化学成分。(2）工艺性能好，烛缝成形美观 采用气渣联合保护，获得良好成形。加入稳弧剂使电弧稳定，熔滴过渡均匀。(3）熔敷速度快，生产效率高 在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，熔化速度快，其熔敷率约为 85%90%,生产率比焊条电弧焊高约 35 倍。(4）可用较大焊接电流进行全位置焊接。 药芯焊丝缺点：(1）焊丝制造过程复杂； （2）焊接时，送丝较实心焊丝困难； （3）焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对药芯焊丝保存-管理的要求更为严格。