河南理工大学 2009-2010 学年第 2 学期。
材料焊接性》试卷（a卷）答案与评分标准。
学生总评成绩的 80 %
本题 15 分，每题3分）一、名词解释。
1、碳当量。
将钢铁中各种合金元素折算成碳的含量。碳素钢中决定强度和可焊性的因素主要是含碳量。合金钢(主要是低合金钢)除碳以外各种合金元素对钢材的强度与可焊性也起着重要作用。
为便于表达这些材料的强度性能和焊接性能便通过大量试验数据的统计简单地以碳当量来表示。
2、铸铁石墨化。
铸铁的石墨化就是铸铁中碳原子析出和形成石墨的过程。一般认为石墨既可以由液体铁水中析出，也可以自奥氏体析出，还可以由渗碳体分解。
3、工艺焊接性。
工艺焊接性是指在一定焊接条件下，是否易于获得优良焊接接头的能力称为工艺焊接性。它取决于焊缝产生裂纹、气孔等倾向。焊接性能好的材料易于用一般的焊接方法和工艺焊接，4、热处理强化铝合金。
具有溶解度变化，可以通过固溶处理和时效强化。
5、晶间腐蚀。
局部腐蚀的一种。沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的腐蚀。主要由于晶粒表面和内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合，大大降低金属的机械强度。
本题 25 分，每空1分）二、填空。
6. 常用直接工艺焊接性试验方法有斜y形坡口焊接裂纹试验方法、焊接热影响区最高硬度试验方法、插销试验方法等。斜y形坡口若裂纹率不超过 20％ ，在实际结构焊接时就不致发生裂纹。
7.碳素钢的焊接性主要取决于碳含量的高低，随着碳含量的增加，焊接性逐渐变差。
8.中碳钢的预热温度取决于碳当量、母材厚度、结构刚性、焊条类型和工艺方法。通常钢预热温度可为150～250℃。刚性很大时，可将预热温度提高到250～400℃。
9.焊接珠光体耐热钢一般都需要预热，预热温度一般为 150～300℃；焊后一般要求采取保温措施。
10．不锈钢的焊接性主要问题有：晶间腐蚀、应力腐蚀、热裂纹、焊接接头的脆化。
11.铜及铜合金的焊接性主要问题有：焊缝成形能力差、焊缝及热影响区热裂倾向大、气孔倾向严重、接头性能下降。
12. 目前焊接铝合金的主要方法有：气焊、钨极氩弧焊（钨极脉冲氩弧焊）、熔化极氩弧焊。
本题12分，每题1分）三、判断题。
13.金属材料的焊接性与使用的焊接方法无关。
14.当两种金属的线膨胀系数相差很大时，在焊接过程中会产生很大的热应力。(
15.对低碳调质钢预热的目的，主要是为了防止冷裂纹，对改善热影响区的性能作用并不大。 （
16.焊接低碳调质钢时，应采用的预热温度必须大于300℃，通过马氏体的自回火作用来提高抗裂性能。 （
17.奥氏体不锈钢无磁性，经淬火能硬化，是不锈钢中应用最广泛的钢种。
18.焊接奥氏体不锈钢时，为防止合金元素的不必要烧损，应尽量用长弧焊接，并且要均匀摆动前进为好。 （
19.铜与铜合金在常温时不易氧化，故焊接时不存在铜的氧化问题。
气体保护焊由于氧化性太强，所以不能用来焊接钛和钛合金。
21. 采用镍基铸铁型焊条不但避免焊缝产生白铸铁组织，而且可以避免裂纹。 （
22. 由于球墨铸铁中的球化剂有促进石墨化的作用，因此球墨铸铁的白铸铁组织倾向比灰铸铁小。 （
23.马氏体不锈钢导热性差、易过热，在热影响区易产生粗大的组织。
24. 异种金属焊接时，原则上希望熔合比越小越好，所以一般开较小的坡口。（
本题 48 分，每题6分）三、问答题。
25. 简述焊接性的影响因素？
影响焊接性的四大因素是材料、设计、工艺及服役环境。
材料因素包括木材本身和和使用的焊接材料。
焊接接头的结构设计会影响应力状态，对焊接接头产生影响。
同一种材料采用不同的焊接方法和工艺措施会表现出明显的焊接接头组织性能差异。
服役条件不同，如温度，腐蚀介质等，使得焊接接头性能不易保证。
26.低合金钢焊接中焊缝热裂纹的产生原因，分析低碳高mn热轧钢的热裂倾向。
原因：s与fe生成fes，而fes又与fe形成低熔点共晶fes+fe。（3）
从钢的成分来看，这类钢含碳量一般较低，含锰量较高，mn/s比都能达到要求具有较好的抗热裂性。mn的加入使[mn]+[s] 生成高熔点的mns。（3）
fes]+[mn]=(mns)+[fe] mns不溶于钢液，大部分进入熔渣，少部分留在焊缝中形成夹杂，但mns熔点高（1610）夹杂物以弥散状分布，危害较小 。（1）
27.中碳钢调质钢焊接时，应采用什么工艺？
中碳钢焊接时，采用如下焊接工艺：
1）焊接方法中碳钢焊接时，焊条电弧焊是最恰当的焊接方法，采用相应强度等级的碱性焊条。在焊前不能预热的条件下，可以采用不锈钢焊条。
2）坡口制备中碳钢焊接时，为了限制焊缝中的含碳量，减少熔合比，一般采用u形或v形坡口，并将坡口两侧的油污和铁锈等清除干净。
3）预热大多数情况下，中碳钢焊接需要预热和控制层间温度，预热温度取决于碳当量、母材厚度、结构刚性、焊条类型和工艺方法。
4）焊接电源一般选用直流弧焊电源的反极性，这样可以使熔深减少，起到降低裂纹倾向和气孔的敏感性的作用。
5）焊后热处理焊后尽量立即进行600～800℃消除应力热处理。
28.奥氏体不锈钢焊接工艺有哪些？
焊接工艺 ：
1）采用小规范可防止晶间腐蚀、热裂纹及变形等。
2）为保证电弧稳定燃烧，焊条电弧焊最好采用直流反接法；钨极氩弧焊一般采用直流正接，以防因电极过热而造成焊缝中渗钨现象。
3）短弧焊、收弧要慢，填满弧坑。
4）与腐蚀介质接触面最后焊接。
5）多层焊要控制层间温度（＜60℃)。
6）焊后可采取强制冷却。
7）焊后变形只能用冷加工矫正。
29.铝及铝合金的焊接性应注意哪些问题及防止措施？
1、焊接工艺的一般特点：从物理性能上看，铝及其合金的导热性强而热容量大，线膨胀系数大，熔点低和强度小，给焊接带来一定的困难。首先，焊接线能量必须集中，以保证熔合良好 ，其次必须采用垫板和夹具，以保证装配质量的防止焊接变形。
（3）2、铝及其合金从固态转变为液态时并无颜色的变化，因此也不易确定焊缝的坡口是否熔化，给焊接操作带来困难。同时，铝合金中的元素易于蒸发，不仅影响焊缝性能，也影响焊接操作。（2）
3、从化学性质上看，铝与氧的亲合力很大，铝及其合金极易形成难熔的氧化膜 ，不仅妨碍焊接并易形成夹杂物，而且还因吸附大量水分而促使焊缝气孔的产生。因此焊前的清理十分重要。（2）
30.铸铁冷焊焊补工艺上要注意什么问题？
焊补工艺上要注意做到：
1)焊补时应采用细焊条、小电流、快速焊，以减少铸铁母材在焊缝中的熔合比，降低焊缝中碳、硫的质量分数。同时减小了焊接热输入，减小焊接应力，防止裂纹。
2)采用短段焊、断续焊、分散焊、分段倒退焊等，并在每焊10～15mm左右长度后，立即用小锤迅速锤击焊缝，待焊缝冷却到不烫手（大约50～60℃）时，再焊下一道，以减小焊接应力，防止裂纹。
3)坡口较大时，应采用多层焊，后层焊缝对前层焊缝和热影响区有热处理作用，可使接头平均硬度降低。但多层焊时焊缝收缩力较大易产生剥离性裂纹，因此应注意合理安排焊接次序。当工件受力大，焊缝强度要求较高时，可采用螺钉法，以提高接头强度。
材料焊接性作业
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