材料连接原理答案.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date材料连接原理答案1.试简述焊条的工艺性能？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

2、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；

3、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

4、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

5、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：加热温度高 加热速度快 高温停留时间短自然冷却 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

6、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。（

7、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TgAC3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AC1AC3之间范围内的热影响区属于不完全重结晶区。因为处于AC1AC3范围内只有一部分组织

8、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AC1AC

9、3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

10、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，又不致淬硬脆化。（3）采用焊后热处理来改善接头的韧性。（4）研制反战新的钢种，进一步细化晶粒，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。32.在低碳低合金钢中

11、的析出型气孔有哪几种？产生的原因是什么？ 低碳低合金钢焊缝中存在的析出型气孔主要有氧气空和氮气孔两种。 析出型气孔的原因：主要是高温时熔池金属中溶解了较多的气体，凝固时由于气体的溶解度下降，气体处于饱和来不及逸出，而引起的气孔。33.简述CO气体的产生原因？ 钢焊接时，钢中的氧或氧化物与碳反应后能生成大量CO； C+O=CO (1) FeO+C=CO+Fe (2) 如果这些反应发生在高温液态金属中,则由于CO完全不能溶于钢液,将以气泡的形式从熔池金属中高速上浮逸出,不易形成气孔,但当熔池冷却凝固时,由于：(1) 由于铁碳合金溶质浓度在固液界面的偏析,造成在结晶前沿和枝晶间氧化铁和碳浓度的局部增

12、高,有利于反应(2)的进行。(2) 因为液体金属正处于凝固结晶后期,熔池金属的粘度迅速增大,导致V上浮；(3) 反应(2)为吸热反应,亦加快了凝固过程,使R。故生成的CO气泡很难浮出,成为残留在焊缝中的CO气孔。34有一种碱性焊条（J507），在出厂检验时，焊缝中没有气孔，但在产品施工焊接时，发现焊缝中有大量气孔，分析可能那些原因导致气孔？（1）焊件清理不充分，存在铁锈，氧化铁皮，油污和水分等杂质。（2）焊条受潮或烘干不足，烘干后放置时间过长等。（3）焊接规范不当，如电压过高，焊速过快，电弧不稳等。（4）电流极性不合理，直流正接较反接是气孔倾向大。考研选做题某厂制造压力容器，钢材为14MnMo

13、VN钢，壁厚15mm采用手工焊（1） 焊接线能量E=10KJ/cm，根据理论公式计算t8/5。（2） 计算碳当量及HAZ的最大硬度Hmax。（3） 如何把Hmax降至300HV以下？35、试简述在什么条件下，氢致裂纹也会在焊缝中产生？ 焊缝合金成分复杂的超高强度钢和异种钢焊接时，热影响区的转变先于焊缝，因而氢就相反地从HAZ向焊缝扩散，如果焊缝出现淬硬组织，此时，氢致裂纹就会在焊缝中产生。36、后热的作用？后热和焊后热处理有何不同？ 后热的作用：（1） 减少残余应力；（2） 改善组织，降低淬透性；（3） 消除扩散氢，但对奥氏体焊缝效果不大；（4） 适当降低预热温度或代替某些结构所需的中间热处理

14、。 后热和焊后热处理不同：延迟裂纹有延迟期（潜伏期），在延迟期内即进行加热，可以避免出现延迟裂纹。故焊后后热有“抢时间”的问题，而焊后热处理都是为了改善接头使用性能，不存在“抢时间”的问题。37、延迟裂纹为何易在近缝区产生？试分析防止延迟裂纹的措施？ 一般低合金钢焊缝C低于母材，热影响区相变滞后于焊缝。当焊缝由A转达变F、P时，H的溶解度突然下降，且H在F、P中的扩散速度较快，导致H很快由焊缝越过熔合线附近富H，当滞后相变的HAZ中AM时，H使以过饱和状态残留在M中，促使该处进一步脆化，从而导致冷裂纹的产生。防治措施：冶金方面：（1）选择抗裂性好的钢材从冶炼技术上提高母材的性能：多元微合金画；

15、尽可能降低钢中有害杂质（S、P、O、H、N等）（2）焊接材料的选用选用低氢或超低氢焊条：应强调焊条的烘干和防潮问题选用低强焊条：对低碳合金钢，适当降低焊缝强度可以降低拘束应力而减轻熔合区的负担，对防止冷裂纹有用。选用奥氏体焊条：既可避免预热又能防止冷裂纹的产生。特殊微量元素的应用：Te、Se、Re，Te的降氢效果最好。（3）选用低氢的焊接方法：CO2气体保护焊。焊接工艺方面： 合理选择焊接线能量 正确选择预热和后热温度 多层焊层间温度和时间间隔的控制 采用低匹配焊缝 合理的焊缝分布和施焊次序38、焊接接头中出现冷裂纹（延迟裂纹）主要与哪些因素有关？通常将工件预热到一定温度可以防止产生冷裂纹，试分析预热的作用？ 延迟裂纹的影响因素：钢种的淬硬倾向、焊接接头的含氧量及其分布、接头所受的拘束应力状态。 预热的作用：预热可以降低冷却速度，从而避免出现淬硬组织，降低残余应力，有利于扩散氢的逸出。-