2022年焊接冶金学-材料焊接性-课后答案-李亚江版.docx

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1、精品学习资源焊接冶金学材料 - 焊接性课后习题答案第一章：概述其次章：焊接性及其试验评定1. 明白焊接性的基本概念； 什么是工艺焊接性？影响工艺焊接性的主要因素有哪些？答：焊接性是指同质材料或异质材料在制造工艺条件下， 能够焊接形成完整接头并满意预期使用要求的才能； 影响因素： 材料因素、 设计因素、工艺因素、服役环境；第三章：合金结构钢1. 分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差异？在制定焊接工艺时要留意什么问题？答：热轧钢的强化方式有： 1固溶强化，主要强化元素： Mn，Si ；2细晶强化，主要强化元素： Nb,V；3沉淀强化，主要强化元素：Nb,V. ；正

2、火钢的强化方式： 1固溶强化，主要强化元素：强的合金元素 2细晶强化，主要强化元素： V,Nb,Ti,Mo 3沉淀强化，主要强化元素： Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金 元素， 碳当量较低冷裂纹倾向不大， 正火钢含有合金元素较多， 淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大；热轧钢被加热到1200以欢迎下载精品学习资源上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低， 而是、正火钢在该条件下粗晶区的 V 析出相基本固溶， 抑制 A 长大及组织细化作用被减弱，粗晶区易显现粗大晶粒及上贝、 M-A等导致韧性下降和时效敏锐性增大；制定焊接工艺时依据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件挑

3、选焊接；2. 分析 Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求；答:Q345 钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4 ，焊接性良好，一般不需要预热和严格掌握焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345 钢连续冷却时，珠光体转变右移， 使快冷下的铁素体析出， 剩下富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而转变为含碳量高的贝氏体与马氏体具有淬硬倾向，Q345刚含碳量低含锰高，具有良好的抗热裂性能，在Q345刚中加入 V、Nb到达沉淀强化作用可以排除焊接接头中的应力裂纹；被加热到 1200以上的热影响区过热区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低， Q345钢经过 600 1h 退火处理，韧性大幅提高，热应变脆化倾向明显

4、减小；焊接材料：对焊条电弧焊焊条的挑选：E5 系列；埋弧焊： 焊剂 SJ501，焊丝 H08A/H08MnA电. 渣焊： 焊剂 HJ431、HJ360焊丝 H08MnMo；A CO2气体爱护焊： H08系列和 YJ5 系列；预热温度： 100150；焊后热处理：电弧焊一般不进行或 600650回火；电渣焊 900930正火， 600650回火欢迎下载精品学习资源3. Q345 与 Q390焊接性有何差异？ Q345焊接工艺是否适用于Q390焊接，为什么？答： Q345与 Q390都属于热轧钢，化学成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于 Q345，从而使 Q390的碳当量大于 Q345，所以

5、Q390的淬硬性和冷裂纹倾向大于 Q345，其余的焊接性基本相同； Q345的焊接工艺不肯定适用于 Q390的焊接，由于 Q390的碳当量较大， 一级 Q345 的热输入叫宽，有可能使 Q390的热输入过大会引起接头区过热的加剧或热输入过小使冷裂纹倾向增大，过热区的脆化也变的严峻；4. 低合金高强钢焊接时， 挑选焊接材料的原就是什么？焊后热处理对焊接材料有什么影响？答：挑选原就： 考虑焊缝及热影响区组织状态对焊接接头强韧性的影响；由于一般不进行焊后热处理， 要求焊缝金属在焊态下应接近母材的力学性能； 中碳调质钢， 依据焊缝受力条件， 性能要求及焊后热处理情形进行挑选焊接材料， 对于焊后需要进行

6、处理的构件， 焊缝金属的化学成分应与基体金属相近；欢迎下载精品学习资源5. 分析低碳调质钢焊接时可能显现的问题？简述低碳调质钢的焊接工艺要点，典型的低碳调质钢如 14MnMoNiB、HQ70、HQ80的焊接热输入应掌握在什么范畴？在什么情形下采纳预热措施， 为什么有最低预热温度要求，如何确定最高预热温度；答：焊接时易发生脆化， 焊接时由于热循环作用使热影响区强度和韧性下降；焊接工艺特点：焊后一般不需热处理，采纳多道多层工艺， 采纳窄焊道而不用横向摇摆的运条技术； ；典型的低碳调质钢的焊接热输入应掌握在 Wc.0.18时不应提高冷速， Wc.0.18时可提高冷速减小热输入焊接热输入应掌握在小于4

7、81KJ/cm 当焊接热输入提高到最大答应值裂纹仍不能防止时， 就必需采纳预热措施， 当预热温度过高时不仅对防止冷裂纹没有必要，反而会使800 500的冷却速度低于显现脆性混合组织的临界冷却速度，使热影响区韧性下降，所以需要防止不必要的提高预热温度， 包括屋间温度， 因此有最低预热温度； 通过试验后确定钢材的焊接热输入的最大答应值，然后依据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑， 是否需要实行预热和预热温度大小，包括最高预热温度；6. 低碳调质钢和中碳调质钢都属于调质钢， 他们的焊接热影响区脆化机制是否相同？为什么低碳钢在调质状态下焊接可以保证焊接质量，欢迎下载精品学习资源而中碳调质钢一般要求焊后热处

8、理？答：低碳调质钢：在循环作用下， t8/5连续增加时，低碳钢调质钢发生脆化， 缘由是奥氏体粗化和上贝氏体与M-A组元的形成； 中碳调质钢： 由于含碳高合金元素也多， 有相当大淬硬倾向， 马氏体转变温度低，无自回火过程， 因而在焊接热影响区易产生大量M组织大致脆化；低碳调质钢一般才用中、 低热量对母材的作用而中碳钢打热量输入焊接在焊后进行准时的热处理能获得最正确性能焊接接头；7. 比较 Q345、T-1 钢、2.25Cr-Mo 和 30MnSiA的冷裂、热裂和排除应裂纹的倾向 .答： 1、冷裂纹的倾向： Q345为热扎钢其碳含量与碳当量较底，淬硬倾向不大，因此冷裂纹敏锐倾向较底； T-1 钢为

9、低碳调质钢，加入了多种提高淬透性的合金元素， 保证强度、韧性好的低碳自回火 M和部分下 B 的混合组织减缓冷裂倾向， 2.25Cr-1Mo 为珠光体耐热钢，其中 Cr、Mo能显著提高淬硬性，掌握 Cr、Mo的含量能减缓冷裂倾向， 2.25-1Mo 冷裂倾向相对敏锐； 30CrMnSiA为中碳调质钢， 其母材含量相对高，淬硬性大，由于 M中 C含量高，有很大的过饱和度，点阵畸变更严峻，因而冷裂倾向更大； 2、热裂倾向 Q345 含碳相对低，而Mn含量高，钢的 Wmn/W能s 到达要求，具有较好的抗热裂性能，热裂欢迎下载精品学习资源倾向较小； T-1 钢含 C低但含 Mn较高且 S、P 的掌握严格

10、因此热裂倾小；30CrMnSiA 含碳量及合金元素含量高，焊缝凝固结晶时，固- 液相温度区间大， 结晶偏析严峻， 焊接时易产生干净裂纹， 热裂倾向较大；3、排除应力裂纹倾向：钢中 Cr、Mo元素及含量对 SR产生影响大， Q345钢中不含 Cr、Mo，因此 SR倾向小； T-1 钢令 Cr、Mo但含量都小于 1%，对于 SR 有肯定的敏锐性； SR 倾向峡谷年队较大， 2.25Cr-Mo 其中 Cr、Mo含量相对都较高， SR倾向较大；8. 同一牌号的中碳调质钢分别在调质状态和退火状态进行焊接时焊接工艺有什么差异？为什么中碳调质钢一般不在退火的状态下进行焊接？答：在调质状态下焊接， 假设为排除

11、热影响区的淬硬区的淬硬组织和防止推迟裂纹产生， 必需适当采纳预热， 层间温度掌握， 中间热处理， 并焊后准时进行回火处理， 假设为削减热影响的软化， 应采纳热量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接热输入越小越好；在退火状态下焊接： 常用焊接方法均可， 挑选材料时， 焊缝金属的调质处理标准应与母材的一样， 主要合金也要与母材一样， 在焊后调质的情形下，可采纳很高的预热温度和层间温度以保证调质前不显现裂 纹；欢迎下载精品学习资源由于中碳调质钢淬透性、 淬硬性大， 在退火状态下焊接处理不当易产生推迟裂纹，一般要进行复杂的焊接工艺，实行预热、后热、回火及焊后热处理等帮助工艺才能保证接头使用性能；9

12、 珠光体耐热钢的焊接性特点与低碳调质钢有什么不同.珠光体耐热钢选用焊接材料的原就与强度用钢有什么不同？why？答：珠光体耐热钢和低碳调质钢都存在冷裂纹， 热影响区硬化脆化以及热处理或高温长期使用中的再热裂纹， 但是低碳调质钢中对于高镍低锰类型的刚有肯定的热裂纹倾向， 而珠光体耐热钢当材料挑选不当时才可能常产生热裂纹； 珠光体耐热钢在挑选材料上不仅有肯定的强度仍要考虑接头在高温下使用的原就， 特殊仍要留意焊接材料的干燥性，由于珠光体耐热钢是在高温下使用有肯定的强度要求；10 低温钢用于 -40度和常温下使用时在焊接工艺和材料上挑选是否有所差异？ why？答：低温钢为了保证焊接接头的低温脆化及热裂

13、纹产生要求材料含杂质元素少，挑选合适的焊材掌握焊缝成分和组织形成细小的针状铁素欢迎下载精品学习资源体和少量合金碳化物， 可保证低温下有肯定的 AK要求； 对其低温下的焊接工艺挑选采纳SMAW时用小的线能量焊接防止热影响区过热， 产生 WF和粗大 M,采纳快速多道焊削减焊道过热； 采纳 SAW时，可用振动电弧焊法防止生成柱状晶；第四章 不锈钢及耐热钢的焊接1. 不锈钢焊接时，为什么要掌握焊缝中的含碳量？如何掌握焊缝中 的含碳量？答： 焊缝中的含碳量易形成脆硬的淬火组织， 降低焊缝的韧性，提高冷裂纹敏锐性； 碳简洁和晶界邻近的 Cr 结合形成 Cr 的碳化物 Cr23C6，并在晶界析出，造成“贫

14、Cr”现象，从而造成晶间腐蚀；挑选含碳量低的焊条和母材，在焊条中加入Ti ，Zr ，Nb，V 等强碳化物形成元素来降低和掌握含氟中的含碳量；2. 为什么 18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有肯定数量的铁素体组 织？通过什么途径掌握焊缝中的铁素体含量？答： 焊缝中的相可打乱单一相柱状晶的方向性，不致形成连续，另外相富碳Cr，又良好的供 Cr 条件，可削减晶粒形成贫Cr 层，故常期望焊缝中有4%12%的 相；通过掌握铁素体化元素的含量， 或掌握 Creq/Nieq 的值，来掌握焊缝中的铁素体含量；欢迎下载精品学习资源3. 18-8 型不锈钢焊接接头区域在那些部位可能产生晶间腐蚀，是由于什么缘由造成？

15、如何防止？答： 18-8型焊接接头有三个部位能显现腐蚀现象： 1 焊缝区晶间腐蚀；产生缘由依据贫铬理论，碳与晶界邻近的 Cr 形成 Cr23C6，并在在晶界析出， 导致晶粒外层的含 Cr 量降低，形成贫 Cr 层，使得电极电位下降，当在腐蚀介质作用下， 贫 Cr 层成为阴极，遭受电化学腐蚀； 2 热影响区敏化区晶间腐蚀；是由于敏化区在高温时易析出铬的碳化物，形成贫Cr 层，造成晶间腐蚀；3 融合区晶间腐蚀 刀状腐蚀 ；只发生在焊 Nb或 Ti 的 18-8 型钢的溶合区，其实质也是与M23C6沉淀而形成贫 Cr 有关，高温过热和中温敏化相继作用是其产生的的必要条件；防止方法： 1 掌握焊缝金属

16、化学成分，降低含碳量，加入稳固化元素Ti 、Nb； 2掌握焊缝的组织形状，形成双向组织 +15% ；3 掌握敏化温度范畴的停留时间； 4 焊后热处理：固溶处理，稳固化处理，排除应力处理；4. 简述奥氏体不锈钢产生热裂纹的缘由？在母材和焊缝合金成分一 定的条件下， 焊接时应实行何种措施防止热裂纹？答： 产生缘由：1 奥氏体钢的热导率小， 线膨胀系数大， 在焊接时局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中产生较大的拉应力；2 奥氏体钢易于联生结欢迎下载精品学习资源晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织， 有利于有杂质偏析， 而促使形成晶间液膜，明显易于促使产生凝固裂纹；3 奥氏体钢及焊缝的合金组成较复杂，不

17、仅S、P、Sn、Sb 之类杂质可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限 如 Si 、Nb，也易形成易溶共晶；防止方法： 1 严格掌握有害杂质元素 S、P可形成易溶液膜 ;2形成双向组织，以 FA模式凝固，无热裂倾向；3 适当调整合金成分： Ni15%时，加入 Mn、W、V、N 和微量 Zr、Ta、Re0.01%到达细化焊缝组织、 净化晶界作用， 以提高抗裂性； 4 挑选合适的焊接工艺；5. 奥氏体钢焊接时为什么常用“超合金化”焊接材料？答：为提高奥氏体钢的耐点蚀性能， 采纳较母材更高 Cr、Mo含量的“超合金化” 焊接材料； 提高 Ni 含量，晶轴中 Cr、Mo的负偏析显著削减，更有利于提高耐

18、点蚀性能；6. 铁素体不锈钢焊接中简洁显现什么问题？焊条电弧焊和气体爱护 焊时如何挑选焊接材料？在焊接工艺上有什么特点？答：易显现问 题：1 焊接接头的晶间腐蚀； 2 焊接接头的脆化高温脆性相脆化 475脆化； SMAW要求耐蚀性：选用同质的铁素体焊条和焊丝；要求抗氧化和要求提高焊缝塑性：选用A焊条和焊丝； CO2 气欢迎下载精品学习资源保焊选用专用焊丝 H08Cr20Ni15VNA；l焊接工艺特点： 1 采纳小的 q/v ，焊后快冷掌握晶粒长大； 2 采纳预热措施， TX，m欢迎下载精品学习资源产生自愈合作用； 2生产中采纳含 5%的 Si ，Al 合金焊丝解决抗裂问题，具有很好的愈合作用；

19、 3加入 Ti,zr,v,b 微量元素作为变质剂，细化晶粒，改善塑性韧性，并提高抗裂性 ；4热能集中焊接方法可防止形成方向性强的粗大柱状晶，改善抗裂性； 5采纳小电流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性问题；5. 分析高强度铝合金焊接接头性能低于母材的缘由及防止措施，焊后热处理对焊接接头性能有什么影响？什么情形下对焊接接头进行焊后热处理？答：缘由： 1晶粒粗化，降低塑性，晶界液化产生显微裂纹；2非时效强化铝合金 haz 软化，主要发生在焊前经冷作硬化的合金上， 经冷作硬化的铝合金， haz 峰值温度超过再结晶温度 200-300 区域就产生明显软化 ；3时效强化铝合金 haz 软化，由于其次相脱溶

20、析出集合长大发生过时效软化； 防止措施： 1采纳小的焊接热输入；2对 al-zn-mg 合金，焊后经自然时效可逐步复原或接近母材的水平；热处理对接头性能的影响： 1焊后不热处理接头强度均低于母材， 特殊是在时效状态下焊接的硬铝， 即使焊后人工热处理， 接头强度系数也未超过 60%；2al-zn-mg 合金强度与焊后自然时效长短有关系， 随自然时效的增长， 强度可接近母材， 要求焊缝有足够的强度， 就焊后要热处理，焊后要洗掉焊剂残渣，以防焊件腐蚀；欢迎下载精品学习资源6. 铜及铜合金的物理化学性能有何特点， 焊接性如何？不同的焊接方法对铜及铜合金焊接接头有什么影响？答： 1铜及铜合金的物理化学性

21、能：优良的导电导热性能；冷热加工性能好，无磁性；具有高的强度，抗氧化性及抗淡水，盐水，氨碱 溶液和有机化学物质腐蚀的性能； 2焊接性：铜及合金在焊接中难熔合， 易变形， 而且产生很大的焊接应力； 铜及合金与杂质形成多种低熔点共晶，焊接时显现热裂纹；铜及合金焊接中易产生扩散气孔 H反应气孔冶金反应及氮气孔空气中的氮；焊接接头的性能变化：纯铜焊接时， 焊缝与焊接接头的抗拉强度可与母材接近，但塑性比母材有些降低； 3焊接方法对铜及合金的接头性能影响：焊条电弧焊，使焊接接头焊缝中氢氧百分比增加，zn 蒸发严峻简洁形成气孔；埋弧焊时， 对中厚板焊接可获得优质焊接接头； 氩弧焊工艺， TIG 焊由于电弧能

22、量集中易使焊接接头产生难熔合及变形；MIG焊可获得好的焊接接头； 等离子弧焊可使接头不易变形， 焊接接头质量到达母材；7. 分析采纳埋弧焊和氩弧焊焊接中等厚度纯铜板的工艺特点，各有什么优缺点？答：1埋弧焊 板厚 20mm工件在不预热及开坡口条件下获得优质接头，使焊接工艺大为简化，特殊适合中厚板长焊缝的焊接；2氩弧焊 TIG具有电弧能量集中，爱护成效好，热影响区窄，操作敏捷 的优点，特殊适合中板及薄小件的焊接和补焊；MIG下熔化效率高，欢迎下载精品学习资源熔深大，焊速快；最终第一， 向最初供应这份答案的人致敬； 由于本人正在备战考研， 时间有限， 不能将答案修改完善， 补充完整； 期望使用本文件的您假设有暇，能够完成这份答案的修改与增补；Clicknight于 2021 年 11 月 18 日欢迎下载