1、工艺焊接性的影响因素？
答：1、材料因素：母材和焊接材料；2、工艺因素：焊接方法、焊接工艺措施
3、结构设计因素
4、使用条件
2、哪些焊接性试验测冷裂纹，哪些测热裂纹？
答：热裂纹：1、可调拘束度裂纹试验方法2、压板对接（FISCO）焊接裂纹试验3、鱼骨状裂纹试验法4、刚性固定对接裂纹试验4、窗形拘束裂纹试验
冷裂纹：1、斜Y坡口对接裂纹试验2、插销试验3、刚性固定对接裂纹试验4、窗形拘束裂纹试验
3、斜Y坡口对接裂纹试验和插鞘试验适用范围是什么？
答：斜Y坡口对接裂纹试验适用范围：1、评定低合金结构钢焊缝以及HAZ的冷裂倾向
2、确定防止冷裂纹的临界预热温度
插鞘试验适用范围：1、主要用来考核材料的氢致延迟裂纹敏感性
– 2、也可用来考核再热裂纹和层状撕裂等的敏感性
4、制定焊接性试验方法的原则？
答：1、应尽量使试验条件与实际焊接条件一致（一致性）
2、试验结果应稳定可靠，具有较好的再现性（可靠性）
3、应注意试验方法的经济性（经济性）
5、热轧钢、调质钢的强化机理？
答：热轧钢是固溶强化（Si、Mn）；调质钢是热处理（淬火+回火）强化
6、热轧钢的典型牌号、使用状态？
答：典型钢种：16Mn，组织：细晶铁素体+珠光体
15MnV V细化晶粒和沉淀强化（392MPa）
使用状态：一般在热轧状态下使用，但在特殊情况下（要求↑冲击韧性或板厚），在正火状态下使用。
7、评定钢材层状撕裂敏感性主要指标：S含量、Z向断面收缩率
8、分析热轧及正火钢的焊接裂纹倾向。
热裂纹：
热轧及正火钢由于含碳量低（≤0.2%），含Mn量较高，Mn/S一般能达到防止发生热裂纹的要求，具有较好的抗热裂性能。但个别情况下，当材料成分不合格或因严重偏析使局部碳、硫含量偏高时，Mn/S比就可
能低于要求而出现热裂纹。
冷裂纹
从材料本身看，淬硬组织是引起冷裂纹的决定因素。焊接时是否形成对氢致裂纹敏感的组织是评定材料焊接性的一个重要指标。
从淬硬倾向分析：
与低碳钢相比，热轧钢含C量不高，但含有少量的合金元素，在连续冷却时，珠光体转变右移较多，使快冷过程中铁素体析出后剩下的富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而是转变为含碳较高的贝氏体和马氏体，具有一定的淬硬倾向。但总的说来，热轧钢淬硬倾向和冷裂倾向不大，但环境温度很低或钢板厚度很大，有一定冷裂倾向。
由于正火钢的强度级别较高，Me的含量也较多，因此正火钢的淬硬倾向大于热轧钢；正火钢由于强度级别不同，其淬硬倾向和冷裂倾向相差较大，总的说来，随着强度级别的提高，钢材的淬硬倾向和冷裂倾向都将↑
从碳当量分析：
热轧钢：CE<0.４％,无淬硬倾向、冷裂倾向，焊接性良好，不需预热和严格控制E。但在钢板厚度过大或环境温度很低时，要均匀预热和↑E 正火钢： CE=（0.4～0.6）％:
强度级别较低：15MnVN：CE<0.5%，淬硬倾向不严重，焊接性较好。但厚度较大时，需预热。
强度级别较高：18MnMoNb：CE>0.5%，淬硬倾向大，焊接性较差，要采取严格的工艺措施
再热裂纹
? 热轧钢：C-Mn和Mn-Si系一般不含有强碳化物形成元素，对再热裂纹并不敏感
正火钢：是以固溶强化为主，但还具有少许的沉淀强化，钢中含有少量的强碳化物形成元素，从理论上一般认为正火钢具有轻微的再热裂纹倾向。但实践证明它对再热裂纹不敏感。
正火+回火钢：含Mo正火钢,特别是Mo、V或Mo、Nb共存的正火+回火钢，一般有轻微的再热裂纹敏感性。
? 层状撕裂
? 由于热轧及正火钢是在一般的冶炼条件下生产，并没有严格控制钢液成分，没有采取特殊的脱S、除气以及夹杂物形态控制措施，因此，它们一般都具有层状撕裂倾向。
? 热轧钢是在热轧状态下使用，由于轧制，钢中可能存在明显的非金属夹杂物带状组织。而正火钢由于在热轧以后进行了正火处理，钢中的带状组织已经消除，板厚方向上的塑性有所改善。因此正火钢的层状撕裂倾向较热轧钢小。
9、热轧钢及正火钢过热区脆化的原因：
热轧钢：
焊接线能量过大：导致冷却速度过慢，过热区因晶粒长大或出现魏氏组织等；线能量过小，含碳量偏高时：由于过热区组织中的马氏体比例增大而使韧性降低。
正火钢：
焊接线能量过大：过热区奥氏体晶粒显著长大，冷却过程中可能产生一系列不利的转变；高温下，难熔质点溶解在奥氏体中，焊接冷却时固溶在铁素体中，引起脆性增加。
10、热轧钢及正火钢焊接时，选择材料应注意哪些问题？
答：低合金钢选择焊接材料时必须考虑两方面的问题：一是不能使焊缝产生裂纹等焊接缺陷；二是使焊接接头能满足使用性能要求。
选择焊接材料的依据是保证焊缝金属的强度、塑性和韧性等力学性能与母材相匹配。
11、正火钢焊接时，其焊接线能量E如何选择？
答：含C和金属Me较低钢种：15MnTi、强度级别较低：15MnVN：
CE<0.5%，淬硬倾向不严重，焊接性较好。但厚度较大时，需预热。
强度级别较高：18MnMoNb：CE>0.5%，淬硬倾向大，焊接性较差，要采取严格的工艺措施
12、热轧钢及正火钢焊接线能量E的确定主要决定于哪两个因素？
答：过热区的脆化、冷裂纹
13、低碳调质钢过热区脆化的原因是什么？低碳调质钢在选择焊接
工艺参数时应注意什么问题？低碳调质钢过热区强化机制？答：脆化原因：E过大，A晶粒粗大引起的脆化；冷却速度减小形成上
贝氏体和M-A组元的脆性混合组织。
注意问题：（1）在转变时的冷却速度不能太快，使M有自回火作用，以免冷裂纹的产生。（2）在800~500。o C之间的冷却速度大于产生脆性混合组织的临界冷却速度V
低碳调质钢过热区强化机制：过热区脆化的原因除了奥氏体晶粒粗化的原因外,更主要的是由于上贝氏体和M-A组元的形成
15、中碳调质钢经常需要在什么状态下进行焊接？各状态下的焊接工艺
特点是什么？
答：（1）退火状态下焊接，其具体的工艺特点如下：
①、对选择焊接工艺方法几乎没有限制，常用的焊接方法都可采用
②在选择焊接材料时，除了要求不产生冷、热裂纹外，还有一些特殊的
要求，即焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致，以保证调质后的接头性能也与母材相同。因此，焊缝金属的主要合金组成应尽量与母材相似，但对能引起焊缝热裂倾向和促使金属脆化的元素（如C、Si、S、P）应加以严格控制
③、在焊后调质的情况下，确定工艺参数的出发点主要是保证在调质前
不出现裂纹，接头性能由焊后调质处理来保证，因此可以采用高的预热温度（200~350度）和层间温度。
④、另外，在很多情况下，焊后往往来不及立即进行调质处理，因此为
保证冷却到室温后，调质处理前不产生延迟裂纹，焊后需及时进行一次中间热处理
（2）、在调质状态下焊接
①、为了消除过热区的淬硬组织和防止延迟裂纹地产生，必须正确选
定预热温度，并应焊后及时进行回火处理。在焊接调质状态的钢材时必须注意预热、层间温度、中间热处理和焊后热处理的温度，都一定要控制在比母材淬火后的回火温度低50度。
②、为了减少热影响区的软化，从焊接方法考虑应采用热量集中、能
量密度大的方法，而且焊接线能量越小越好。
③、由于焊后不再进行调质处理，因此选择焊接材料时没有必要考虑成
分和热处理规范要与母材一致，从防止冷裂纹的要求出发，经常采用纯奥氏体的铬镍钢焊条或镍焊基焊条。
16、奥氏体钢焊接时易产生热裂纹的原因？
答：1)奥氏体钢的热导率小和线膨胀系数大，在焊接局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中可形成较大的拉应力。焊缝金属凝固期间
存在较大拉应力是产生热裂纹的必要条件。
2) 奥氏体钢易于联生结晶形成方向性强的柱状晶的焊缝组织，有利于
有害杂质偏析，而促使形成晶间液膜，显然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），也能形成易溶共晶，如硅化物共晶、铌化物共晶。这样，焊缝及近缝区都可能产生热裂纹。
17、含Ti或Nb的18-8奥氏体不锈钢的焊接接头熔合区内刀蚀形成的重要条件？
答：高温过热、中温敏化
18、请分析奥氏体不锈钢（18-8型）和铁素体不锈钢（Cr25）产生晶间腐蚀有何不同之处，并分析两种钢的晶间腐蚀形成机理以及相应的防治措施。
答：不同之处：
1、出现位置不同：铁素体钢的产生位置是紧挨焊缝的高温区，奥氏
体钢在热循环峰值温度600-1000℃的热影响区，也可发生在焊缝
金属上
2、奥氏体钢在多层多道焊中常出现，铁素体钢无此特性
3、铁素体钢在加热到950 C以上的温度区域快速冷却下来对晶间腐
蚀很敏感，而奥氏体钢敏化温度问题450-850℃且需长时加热
4、铁素体钢在700～850℃进行短时保温退火处理可恢复耐蚀性，而
奥氏体钢无此特性
产生机理：两者机理相同，都是贫Cr理论
由于金属晶粒内部过饱和的固溶体碳原子会逐步向晶粒边界扩散，与晶界处的铬形成铬的碳化物Cr23C6并沿晶界沉淀析出，又由于铬在奥氏体中扩散速度慢，晶粒内部的铬不能及时补充到晶界，就造成晶界贫铬。当贫化区的铬降至钝化所需的极限含量12%以下时，电极电位急剧下降。这样在腐蚀介质中，晶界和晶内产生电极电位差形成电化学腐蚀，贫化区的晶界成为阳极，产生晶界腐蚀。
防治措施
铁素体钢：焊后热处理：在700～850℃进行短时保温
奥氏体钢：
? 冶金措施
a. 选用超低碳(C<0.02wt%)不锈钢焊条
b. 选用含有Ti、Nb等稳定化元素的不锈钢焊条
c. 使焊缝金属形成奥氏体-铁素体（δ）双相组织
? 工艺措施
a. 选用合适的焊接方法，减小热输入
b. 采用小电流、高速焊接、快速冷却的焊接工艺
c. 窄焊缝，多道多层焊，不允许摆动操作
d. 固溶处理或稳定化退火处理
19、马氏体钢焊接时产生的主要问题：冷裂纹、脆化
20铁素体不锈钢焊接时易出现哪三种脆化现象
答：晶粒脆化、σ相脆化、475℃脆化
21、异种钢焊接时，主要问题有什么，隔离层堆焊法的作用？
答：主要问题有：焊缝成分的稀释、熔合区凝固过渡层的形成、碳迁移扩散层、接头的应力状态；
隔离层堆焊法作用：防止形成凝固过渡层、防止碳迁移现象
22、Al合金焊缝中氢的主要来源？
答：弧柱气氛中的水分、焊材母材氧化膜吸附的水分
23、Al及Al合金焊接时，比较在同样的弧柱气氛条件下，焊接方法、合金系对产生氢气孔倾向的影响大小；在严格控制弧柱气氛水分的MIG条件下，Al-Mg合金焊丝和纯铝焊丝对产生氢气孔倾向的影响大小。
答：纯铝对气氛中的水分最为敏感。Al-Mg合金对吸收气氛中水分不太敏感。相比之下，同样焊接条件下，纯铝焊缝产生气孔的倾向要大些。
在同样的气氛条件下，MIG焊时焊缝气孔倾向比TIG焊时大。
氧化膜不致密、吸水性强的铝合金（如Al-Mg合金），比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向。MIG焊焊丝氧化膜的影响更明显
由于Al-Mg合金比纯铝更易于形成疏松而吸水性强的厚氧化膜，所以Al-
Mg合金比纯铝更容易产生这种集中的氧化膜气孔。
金属焊接性：金属在焊接加工中形成完整焊接接头的能力即金属对形成缺陷的敏感性（焊接加工性）；焊成的接头在
一定的使用条件下可靠运行的能力（使用性能）
凝固模式：所谓凝固模式，首先是指以何种初生相（γ或δ）开始结晶进行凝固过程，其次是指以何种相完成凝固过
程。可有四种凝固模式：
合金①以δ相完成整个凝固过程，凝固模式以F表示；
合金②初生相为δ，但超过AB面后又依次发生包晶和共晶反
应，即L+δ→L+δ+γ→δ+γ，这种凝固模式以FA表示；
合金③的初生相为γ，超过AC面后依次发生包晶和共晶反
应，即L+γ→L+γ+δ→γ+δ，这种凝固模式则以AF表示；
合金④的初生相为γ，直到凝固结束不再发生变化，因此用
A表示这种凝固模式。
热应变脆化：在焊接热循环的作用下，焊接接头的局部地区由于热应力而产生塑性应变，使接头的硬度和屈服强度
提高，塑性变形能力降低。这种现象称为热应变脆
化
碳迁移过渡层：异种钢焊接时（特别是多层焊）或焊后热回火处理及高温运行过程中，往往可以看到低合金钢一侧
的碳通过焊缝边界向高合金钢焊缝中迁移扩散结果
在靠近熔合线的珠光体钢母材形成了脱碳层而软
化；在奥氏体焊缝一侧则形成高硬度的增碳层，这
种脱碳层与增碳层总称为碳迁移扩散层。
一、什么是焊接？
1、焊接的本质和途径焊接是指通过加热或加压或两者并
用，使被焊材料达到原子间的结合，从而形成永久性连接的工艺。
2、焊接至少包括三个方面的含义：一是焊接的途径，即加热
或加压或二者并用；而是焊接的本质，即微观上达到原子间的
结合；三是焊接效果，即宏观上形成永久性的链接。
二、什么是焊接接头？焊接接头是指被焊材料经焊接之后发生组织和性能变化的区域。它由焊缝、熔合区和热影响区。从本质上看，焊接接头的形成过程主要涉及焊接热过程、固-液状态演变过程、焊接化学冶金过程和固态相变过程。
焊接热过程包括加热和冷却过程。
在焊缝形成过程中，主要涉及氧化、还原、渗氢、除氢、脱硫、脱磷以及合金化等。
焊接接头形成过程中还会产生偏析、夹杂、气孔、热裂纹、冷裂纹以及脆化等焊接缺陷。
三、焊接方法的种类和特点
压焊是必须对被焊材料施加压力（加热或者不加热）以完成焊接的方法。
熔焊是不施加压力，只通过加热使母材局部熔化来实现焊接的方法。
从焊接热源的本质上看，熔焊方法可分为气焊、电弧焊、高能速流焊及电渣焊。
气焊：气焊是以气体燃烧所释放出来的化学热来实现焊接的方法。常用的是氧乙炔焊。
电弧焊：电弧焊是以气体介质放电所产生的电弧作为热源的焊接方法。可细分为焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊及等离子弧焊。
高能速流焊：高能速流焊是以电子束或激光束与被焊材料局部表面相互作用而产生的热能作为热源的焊接方法。可分为电子束焊和激光束焊。
电渣焊：电渣焊是以熔渣作为导电介质，利用电流通过熔渣产生的电阻热作为热源的焊接方法。
四、焊接温度场和焊接热循环
1、焊接过程中，工件上各点的温度都在随时间而有规律地变化。我们将某瞬时温度在工件上各点的分布，称为焊接温度场。
焊接温度场可用空间坐标和时间的函数来描述。T=f(x,y,z,t)
焊接温度场可用等温线或等温面的分布来表征，各个等温线或等温面彼此之间存在差异，因而不能相交。
2、温度场的类型
按温度变化的情况划分温度场。稳定温度场、非稳定温度场、准稳定温度场
按焊接传热类型划分的温度场：三维温度场、二维温度场、一维温度场
3、焊接温度场的影响因素：热源的特性，焊接参数，母材的热
物理性质（包括比热容c、体积比热容cρ、表面传热系数α、热导率λ和热扩散率a）、工件的形态。
当热源功率q为常数时，随焊接速度v的增加，等温线形状变窄、变短，宽度方向变得更显著，及温度场的范围变
小，形状变得细长。
当焊接速度V为常数时，随热源功率q的增加，等温线的形状变宽、变长，及温度场的范围变大。
4、焊接热循环
在焊接过程中，工件上某点的温度范围随时间由低到
高，升至最大之值后又由高到低变化的过程称为焊接
热循环。
焊接热循环的主要参数：加热速度vH、峰值温度Tm、高温停留时间tH、冷却速度vc或冷却时间t8/5\t8/3\t100。
加热速度会影响相变温度和相变后的均质化程度，从而影响到焊接热影响区的组织和性能。
峰值温度越高，晶粒长大趋势越严重。
高温停留时间tH由加热过程的停留时间和冷却过程的停留时间组成。对于热影响区来讲，高温停留时间越长有利于均质化，但会造成晶粒长大趋势。
焊接热循环的特点：1、加热速度快2、峰值温度高3、高温停留时间短4、冷却速度快5、加热的局部性和移动性。
一、名词解释 1.工艺焊接性:在一定工艺焊接条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。 2.碳当量：把钢中包括碳在内的合金元素对淬硬、冷裂及脆化等的影响折合成碳的相当含量。 3.晶间腐蚀：是起源于金属表面沿金属晶界发生的有选择的深入金属内部的腐蚀。 4.高温脆性：指钢在变形温度为0.4~0.6TT时所出现的高温塑形急剧下降的现象。 5.焊接性：金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性。 6.半热焊：正焊前将铸件整体或局部预热到300℃～400℃,在焊补过程中保持这一温度,并在焊后采取缓 冷措施的工艺方法称为热焊。 7.σ相脆性：指不论母材还是焊缝，在ω（Cr）>21%,并且在520~820℃之间长期加热形成的硬而脆的铁铬 金属间化合物。 8.调质钢：含碳量在0.3-0.6%的中碳钢。 9.刀状腐蚀：简称刀蚀，它是焊接接头中特有的一种晶间腐蚀，只发生在含有Ti、Nb等稳定化元素的 奥氏体不锈钢焊接接头中。腐蚀部位沿熔合线发展，处于HAZ的过热区，由于区域很窄，形状有如刀削缺口，故称为刀状腐蚀。 10.使用焊接性：焊接接头或整体结构满足技术条件中所规定的使用性能的程度。 11.不锈钢:指主加元素铬的质量分数ω（Cr）>12%的钢。 12.奥氏体不锈钢：是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1% 时，具有稳定的奥氏体组织。 13.沉淀硬化不锈钢：在不锈钢中单独或复合添加硬化元素，通过适当的热处理获得高强度、高韧性并具 有良好耐蚀性的一类不锈钢。 14.固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后快速冷却，以得到 过饱和固溶体的热处理工艺。 15.475℃脆性：铁素体钢在ω（Cr）≥15.5%，并在温度400~500℃长期加热后，常常出现强度升高而韧 性下降的现象。 16.耐热钢：在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢（或称高温不起皮 钢）和热强钢两类。 17.应力腐蚀开裂：在拉伸应力与腐蚀介质的共同作用下产生的断裂。 18.热裂纹：是指焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区间产生的焊接裂纹。 19.冷裂纹：指的是焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。 20.热焊：正焊前将铸件整体或局部预热到600℃～700℃,在焊补过程中保持这一温度,并在焊后采取缓冷 措施的工艺方法称为热焊。 21.高强度钢：屈服点TT≥295TTT、抗拉强度TT≥390TTT的钢。 22.热影响区：在焊接热循环作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域，称为 焊接热影响区。 二、填空 1．焊接性是金属材料的一种工艺性能，除了受材料本身性质影响外，还受到工艺条件、（结构条件）和（使用条件）的影响。 2．中、高碳钢焊后若（冷却）速度较快，则可能在焊缝和热影响区形成（马氏体）组织，导致裂纹倾向增大。 3．一根45钢，Φ75mm机轴，采用焊接方法连接，焊接接头处就、开坡口，预热温度为（200℃），采用（E5015）焊条。 4．热轧及正火钢随着合金元素的增加，焊接的问题主要来至于两方面，即：（热影响区的脆化）与（冷裂纹）。 5.焊接低温钢时所选用的焊接材料必须使焊缝金属具有与母材相近的（低温韧性）和（线膨胀系数）。
金属材料焊接性知识要点 1. 金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2. 工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3. 使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4. 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5. 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6. 实验方法应满足的原则：1可比性 2针对性 3再现性 4经济性 7. 常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性？焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响？ 答：因为（1）.冷裂纹主要产生在热影响区； （2）其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的，接头淬硬组织，所以可以近似用来评价冷裂纹。 一般来说，焊接接头包括热影响区，它的硬度值相对于母材硬度值越高，证明焊接接头的
金属材料的焊接性能 （2014.2.27） 摘要：对各种常用金属材料的焊接性能进行研究，通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结，对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。 关键词：碳当量；焊接性；焊接工艺参数；焊接接头 1 前言 随着中国特种设备制造业的不断发展，我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加，相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中，为了实际产品制造的焊接质量，熟悉金属材料的焊接性能，以制定正确的焊接工艺参数，从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。 2 金属材料的焊接性能 2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素 2.1.1 金属材料焊接性的定义 金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优良，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。 使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。例如我们常用的S30403，S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能，16MnDR，09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
焊接冶金学（基本原理） 部分习题及答案 绪论 一、什么是焊接，其物理本质是什么？ 1、定义：焊接通过加热或加压；或两者并用，使焊件达到原子结合，从而形成永久性连接工艺。 2、物理本质：焊接的物理本质是使两个独立的工件实现了原子间结合，对于金属而言，既实现了金属键结合。 二、怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？ 1、对被焊接的材质施加压力：目的是破坏接触表面的氧化膜，使结合处增加有效的接触面积，从而达到紧密接触。 2、对被焊材料加热(局部或整体)：对金属来讲，使结合处达到塑性或熔化状态，此时接触面的氧化膜迅速破坏，降低金属变形的阻力，加热也会增加原于的振动能，促进扩散、再结晶、化学反应和结晶过程的进行。 三、试述熔焊、钎焊在本质上有何区别？ 钎焊母材不溶化，熔焊母材溶化。 1.温度场定义，分类及其影响因素。 1、定义：焊接接头上某一瞬间各点的温度分布状态。 2、分类： 1)稳定温度场——温度场各点温度不随时间而变动； 2)非稳定温度场——温度场各点随时间而变动； 3)准稳定温度场——温度随时间暂时不变动，热饱和状态；或随热源一起移动。 3、影响因素： 1)热源的性质 2)焊接线能量 3)被焊金属的热物理性质
a.热导率 b.比热容 c.容积比热容 d.热扩散率 e.热焓 f.表面散热系数 4)焊件厚板及形状
第一章 二、焊接化学冶金分为哪几个反应区，各区有何特点？ 1、药皮反应区：指焊条受热后，直到焊条药皮熔点前发生的一些反应。(100-1200℃) 1)水分蒸发：100 ℃吸附水的蒸发，200－400 ℃结晶水的去除，化合水在更高 温度下析出 2)某些物质分解:形成Co，CO2，H2O，O2等气体 3)铁合金氧化：先期氧化，降低气相的氧化性 2、熔滴反应区：指熔滴形成、长大、脱离焊条、过渡到整个熔池 1)温度高：1800－2400℃ 2)与气体、熔渣的接触面积大：1000－10000 cm2/kg 3)时间短速度快：；熔渣和熔滴金属进行强烈的搅拌,混合. 3、熔池反应区 1)反应速度低 熔池T 1600~1900℃低于熔滴T ；比表面积，接触面积小300~1300cm2/kg；时间长，手工焊3~8秒埋弧焊6~25s 2)熔池温度不均匀的突出特点 熔池前斗部分发生金属熔化和气体的吸收,利于吸热反应熔池后斗部分发生金属凝固和气体的析出,利于放热反应 3)具有一定的搅拌作用 促进焊缝成分的均匀化，有助于加快反应速度，有益于气体和夹渣物的排除。然而，没有熔滴阶段激烈。 三、焊接区内有那些气体？它们是怎样产生的？ 1、种类：金属及熔渣蒸气 2、来源： 1)焊接材料 2)气体介质
山东省2008年安全培训机构师资培训班试卷 金属焊接与切割试题 一、单项选择题（将正确答案的代号填入括号内，每题1分,共40分） 1、我国安全生产方针的思想核心是（ ）。 A.安全第一 B.以人为本 C.预防为主 D.以人为主 2、只有掌握了安全生产（ ）知识,才能维护自己的合法安全生产权益不受侵害。 A.政策 B.法规 C.法律、法规 D. 操作技术 3、生产经营活动在谁的行政管辖范围内，即由谁负责管理其安全生产活动，这叫（ ）管理原则。 A.直辖 B.属地 C.垂直 D.直接 4、对从事特种作业人员的年龄要求是（ ）。 A.年满16周岁 B.年满20周岁 C.年满19周岁 D.年满18周岁 5、电流对人体的伤害分为（ ）两种类型。 A.烧伤与电伤 B. 电击与电伤 C.电击与触电 D. 电击与辐射 6、电焊机接地时，接地线路总电阻不应超过（ ）欧姆。 A.2 B. 4 C. 5 D.10 7、直接与空气形成爆炸性混合物的有：（ ）。 A.可燃性气体、可燃性固体、可燃性粉尘 B.可燃性气体、可溶性液体、可燃性粉尘 C.可燃性气体、可燃性液体、可燃性灰尘 D.可燃性气体、可燃性液体、不燃性粉尘 8、乙炔与氧气混合的爆炸极限范围是（ ）。 A.4.8～93% B.2.8～93% C.2.8～73% D.2.9～93% 9、焊补燃料容器和管道的常用安全措施有两种，称为：（ ）。 A.置换焊补、带压置换焊补 B.置换焊补、带压不置换焊补 C.大电流焊补、带压不置换焊补 D. 置换焊补、带料焊补 10、触电事故可分为直接电击和（ ）两种。 A.间接电伤 B.间接电击 C.间隔电击 D.意外电击 11、成人的感知电流约为（ ）mA 。 A.10 B.5 C. 1 D. 2 12、水下作业时的安全电压为（ ）。 A. 3.5伏 B. 2.5伏 C. 2.0伏 D. 2.8伏 13、置换焊补防爆的关键是（ ）。 A.用惰性介质多置换几遍 B.安全隔离 C.控制可燃物质的含量符合动火要求D 、用小电流焊接 14、带压不置换焊补的关键安全措施是（ ）。 A.调节好焊接参数， B.正压操作 C.可燃气体浓度较小 D. 操作者技术水平高 15、在焊接过程中，空气中的氧在（ ）的激发下大量地被破坏，生成臭氧。 A.电极 B. 红外线 C.短波紫外线 D.可见光 16、水射流切割利用的工作介质是（ ）。 A.高密度水 B.高压水 C. 气流 D.高压电 17、人体电阻值一般为（ ）Ω。 A.80 B.1000 C. 50 D. 10000 18、水下焊割时，气管与电缆每隔（ ）应扎牢。 山东大学安全技术培训中心试卷 姓名： 工作单位： 学号： 密 封 线 内 不 要 答 题 ………… 。。。。。。。。。。。。。。。 。。。………..
金属的焊接性 一、金属焊接性 1.概念：金属焊接性就是金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。 含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行的能力。 评价标准：如果某种金属采用简单的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术条件的要求，就称其焊接性好；如果只有采用特殊的焊接工艺才能不出缺陷，或者焊接热过程会使接头热影响区性能显著变坏以至不能满足使用要求，则称其焊接性差。 2.影响焊接性的因素 1）材料因素 材料是指用于制造结构的金属材料及焊接所消耗的材料。前者称为母材或基本金属，即被焊金属。后者称为焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。 材料因素包括化学成分、冶炼轧制状态、热处理状态、组织状态和力学性能等。其中化学成分(包括杂质的分布与含量)是主要的影响因素。碳对钢的焊接性影响最大。含碳量越高，焊接热影响区的淬硬倾向越大，焊接裂纹的敏感性越大。也就是说，含碳量越高焊接性越差。除碳外钢中的一些杂质如氧、硫、磷、氢、氮以及合金钢中常用的合金元素锰、铬、钴、铜、硅、钼、钛、铌、钒、硼等都不同程度地增加了钢的淬硬倾向使焊接性变差。 若焊接材料选择不当或成分不合格，焊接时也会出现裂纹、气孔等缺陷，甚至会使接头的强度、塑性、耐蚀性等使用性能变差。 2）设计因素 设计因素是指焊接结构在使用中的安全性不但受到材料的影响而且在很大程度上还受到结构形式的影响。例如结构刚度过大或过小，断面突然变化，焊接接头的缺口效应，过大的焊缝体积以及过于密集的焊缝数量，都会不同程度地引起应力集中，造成多向应力状态而使结构或焊接接头脆断敏感性增加。 3）工艺因素 工艺因素包括施焊方法(如手工焊、埋弧焊、气体保护焊等)、焊接工艺(包括焊接规范参数、焊接材料、预热、后热、装配焊接顺序)和焊后热处理等。在结构材料和焊接材料选择正确、结构设计合理的情况下工艺因素是对结构焊接质量起决定性作用的因素。 4）使用因素 使用因素指焊接结构的工作温度、负荷条件(动载、静载、冲击、高速等)和工作环境(化工区、沿海及腐蚀介质等)。一般来讲环境温度越低钢结构越易发生脆性破坏，承受交变载荷的焊接结构易发生疲劳破坏。 二、如何分析金属的焊接性 （一）从金属的特性分析焊接性 1.化学成分 1）碳当量法 钢材中的各种元素，碳对淬硬及冷裂影响最显著，所以有人将钢材中各种元素的作用按照相当于若干含碳量折合并迭加起来，求得所谓的“碳当量”(C eq)，以C eq值的大小估价冷裂纹倾向的大小，认为C eq值越小，钢材的焊接性能越好。 碳当量公式没有考虑元素之间的交互作用，也没有考虑板厚、结构拘束度、焊接工艺、含氢量等因素的影响。因而用碳当量评价焊接性是比较粗略的，使用时应注意条件。 2）焊接冷裂纹敏感系数
3.5.分析低碳调质钢焊接时可能出现的问题？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)的焊接热输入应控制在什么范围？在什么情况下采用预热措施，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，采用多道多层工艺，采用窄焊道而不用横向摆动的运条技术。。典型的低碳调质钢的焊接热输入应控制在Wc＞0.18％时不应提高冷速，Wc＜0.18％时可提高冷速（减小热输入）焊接热输入应控制在小于481KJ/cm当焊接热输入提高到最大允许值裂纹还不能避免时，就必须采用预热措施，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℃的冷却速度低于出现脆性混合组织的临界冷却速度，使热影响区韧性下降，所以需要避免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。通过实验后确定钢材的焊接热输入的最大允许值，然后根据最大热输入时冷裂纹倾向再来考虑，是否需要采取预热和预热温度大小，包括最高预热温度。 4.3. 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，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接头有三个部位能出现
腐蚀现象：{1}焊缝区晶间腐蚀。产生原因根据贫铬理论，碳与晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，导致γ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}控制焊缝金属化学成分，降低含碳量，加入稳定化元素Ti、Nb；{2} 控制焊缝的组织形态，形成双向组织{γ+15%δ}；{3}控制敏化温度范围的停留时间；{4}焊后热处理：固溶处理，稳定化处理，消除应力处理。 4.7何为“脆化现象”？铁素体不锈钢焊接时有哪些脆化现象，各发生在 什么温度区域？如何避免？答：“脆化现象”就是材料硬度高，但塑性 和韧性差。现象与避免措施：{1}高温脆性：在900~1000℃急冷至 室温，焊接接头HAZ的塑性和韧性下降。可重新加热到750~850℃， 便可恢复其塑性。{2}σ相脆化：在570~820℃之间加热，可析出σ相 。σ相析出与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温度、保温时间以 及预先冷变形有关。加入Mn、Nb使σ相所需Cr的含量降低，Ni能使形成σ相所需温度提高。{3}475℃脆化：在400~500℃长期加热后可出 现475℃脆化。适当降低含Cr量，有利于减轻脆化，若出现475℃脆
第一章： 1. 金属焊接性：金属能否适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性。它的内涵：1、是否适合焊接加工？－－金属在焊接加工中是否容易形成缺陷2、焊后使用可靠性？－－性能焊成的接头在一定的使用条件下可靠使用的能力。 2．影响金属焊接性的因素：1、材料本身因素—母材和焊接材料的成分及性能2、工艺条件—焊接方法、工艺措施；3、结构因素—刚度、应力集中、多轴应力；4、使用条件—工作温度、负荷条件、工作环境。3.金属的焊接性的分析方法:（一）从金属特性分析金属焊接性1、利用金属本身的化学成分分析（1）碳当量法:指将各种元素按相当于若干含碳量折合并叠加起来求得所谓碳当量（CE和Ccq），用其来估计冷裂倾向的大小。CE=C+Mn/6+Ni+Cu/15+Cr+Mo+V/ (2)焊接冷裂纹敏感指数Pc=C+Si/30+Mn/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B+δ/600+H/60（%）式中δ—板厚（mm）H—焊缝中扩散氢含量（ml/100g）. 2、利用金属本身的物理性能分析: 3、利用金属本身的化学性能分析4、利用合金相图分析（二）从焊接工艺条件分析焊接性: 1、热源特点2、保护方法3、热循环控制4、其他工艺因素 4. 选择或制定焊接性试验方法的原则: 1、焊接性试验的条件尽量与实际焊接时的条件相一致。 2、焊接性试验的结果要稳定可靠，具有较好的再现性。 3、注意试验方法的经济性。 5.焊接性试验的内容:（一）焊缝金属抗热裂的能力（二）焊缝及热影响区金属抗冷裂纹的能力（三）焊接接头抗脆性转变的能力（四）焊接接头的使用性能 6. 常用焊接性试验方法: （一）斜Y坡口焊接裂纹试验法:此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 (二) 插销试验:此法是测定钢材焊接热影响区冷裂纹敏感性的一种定量试验方法。测定加载16~24 h而不断裂的最大应力σcr （三）压板对接焊接裂纹试验法 （四）可调拘束裂纹试验法 第二章： 1．合金结构钢：在碳素结构钢的基础上添加一定数量的合金元素来达到所需要求的钢材。包括：结构钢、碳素结构钢、合金结构钢。 2．高强钢：可分为三种类型：热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。 3．专用钢：除通常的力学性能外，还必须要求特殊性能主要用于一些特殊的条件下工作的机械零件和工程结构，如耐高温、低温和耐腐蚀。大致可分为：珠光体耐热钢、低温钢、低合金耐蚀钢。 4．钢的强韧化: 固溶强化（置换固溶、间隙固溶）细晶强化第二相强化位错强化： 5．钢的相变：成分和工艺（温度、时间）影响奥氏体的稳定性，通过控制冷却速度和第二次处理得到组织。※热轧及正火钢 1、热轧钢 供货状态：热轧态 性能特点：强度最低σs294～392MPa，具有满意的综合力学性能和加工工艺性能，价格便宜 成分特点：热轧钢属于C- Mn 或Mn-Si系的钢种，有时用一些V、Nb等代替部分Mn。 基本成分：C≤0.2%,Si≤0.55,Mn≤1.5% 强化机制：主要以固溶强化为主 典型钢种：Q345(16Mn)、14MnNb、Q294(09MnV) 2、正火钢 （1 )正火态供货的钢 性能特点：最低强度σs343～450MPa，具有比热轧钢更高的强度和塑韧性 成分特点：0.15～0.2%C，在C-Mn、Mn-Si系的基础上加入一些碳化物和氮化物生成元素V、N b、Ti等 强化机制：在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性 典型钢种：Q390(15MnTi、15MnVN)等。
1、工艺焊接性的影响因素？ 答：1、材料因素：母材和焊接材料；2、工艺因素：焊接方法、焊接工艺措施 3、结构设计因素 4、使用条件 2、哪些焊接性试验测冷裂纹，哪些测热裂纹？ 答：热裂纹：1、可调拘束度裂纹试验方法2、压板对接（FISCO）焊接裂纹试验3、鱼骨状裂纹试验法4、刚性固定对接裂纹试验4、窗形拘束裂纹试验 冷裂纹：1、斜Y坡口对接裂纹试验2、插销试验3、刚性固定对接裂纹试验4、窗形拘束裂纹试验 3、斜Y坡口对接裂纹试验和插鞘试验适用范围是什么？ 答：斜Y坡口对接裂纹试验适用范围：1、评定低合金结构钢焊缝以及HAZ的冷裂倾向 2、确定防止冷裂纹的临界预热温度 插鞘试验适用范围：1、主要用来考核材料的氢致延迟裂纹敏感性 – 2、也可用来考核再热裂纹和层状撕裂等的敏感性 4、制定焊接性试验方法的原则？ 答：1、应尽量使试验条件与实际焊接条件一致（一致性） 2、试验结果应稳定可靠，具有较好的再现性（可靠性） 3、应注意试验方法的经济性（经济性） 5、热轧钢、调质钢的强化机理？ 答：热轧钢是固溶强化（Si、Mn）；调质钢是热处理（淬火+回火）强化 6、热轧钢的典型牌号、使用状态？ 答：典型钢种：16Mn，组织：细晶铁素体+珠光体 15MnV V细化晶粒和沉淀强化（392MPa） 使用状态：一般在热轧状态下使用，但在特殊情况下（要求↑冲击韧性或板厚），在正火状态下使用。 7、评定钢材层状撕裂敏感性主要指标：S含量、Z向断面收缩率 8、分析热轧及正火钢的焊接裂纹倾向。 热裂纹： 热轧及正火钢由于含碳量低（≤0.2%），含Mn量较高，Mn/S一般能达到防止发生热裂纹的要求，具有较好的抗热裂性能。但个别情况下，当材料成分不合格或因严重偏析使局部碳、硫含量偏高时，Mn/S比就可
一、超声波金属焊接基础知识 1、原理 超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。 2、焊接优点： 1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。 2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。 3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。 4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。 5）、焊接无火花，环保安全。 3、超声波金属焊接适用产品： 1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。. 2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。. 3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。 4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。 5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。 6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。 7）、金属管的封尾、切断可水、气密。 4、振幅参数 振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。 5、频率参数 任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5 KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊头，我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰。 6、节点 焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小，而相当于中间位置的节点振幅为零，应力最大。节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予以考虑。 7、网纹 超声波金属焊接通常会在焊接位表面，底座表面设计网纹，网纹设计的目地在于防止金属件的滑动，尽可
常用金属焊接性之高温合金的钎焊 高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类；在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相，通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力，产生点阵畸变，降低堆垛层错能，阻止位错运动，提高再结晶温度来强化固溶体。沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。这些元素除形成强化固溶体外，还与镍形成Ni3(Al、Ti)γ’或Ni3(NbAlTi)γ”金属间化合物相；同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。TD-Ni和TD-NiCr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThO2颗粒，产生弥散强化效果的新型高温合金。 一：钎焊性 高温合金均含有较多的铬，加热时表面形成稳定的Cr2O3，比较难以去除；此外镍基高温合金均含铝和钛，尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。铝和钛对氧的亲和力比铬大得多，加热时极易氧化。因此，如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物，尤其是在高的钎焊温度下，因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应，降低母材表面的熔化温度，促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀；并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材，造成晶间渗入。对薄的工件来说是很不利的。所以镍基高温合金一般都在保护气氛，尤其是在真空中钎焊。母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。对于含铝和钛低的合金，热态真空度不应低于10-2Pa；对于含铝钛较高的合金，表面氧化物的去除不仅与真空度有关，而且还与加热温度有关。 无论是固溶强化，还是沉淀强化的镍基高温合金，都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内，才能取得良好的高温性能。沉淀强化合金固溶处理后还必须进行时效处理，已达到弥散强化的目的。因此钎焊热循环应尽可能与合金的热处理相匹配，即钎焊温度尽量与热处理的加热温度相一致，以保证合金元素的充分溶解。钎焊温度过低不能使合金元素完全溶解；钎焊温度过高将使母材的晶粒长大，这些均对母材
金属焊接性试题 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
一、名词解释 1.工艺焊接性:在一定工艺焊接条件下，能否获得优质、无缺陷的焊接接头的能力。 2.碳当量：把钢中包括碳在内的合金元素对淬硬、冷裂及脆化等的影响折合成碳的相 当含量。 3.晶间腐蚀：是起源于金属表面沿金属晶界发生的有选择的深入金属内部的腐蚀。 4.高温脆性：指钢在变形温度为~时所出现的高温塑形急剧下降的现象。 5.焊接性：金属材料对焊接加工的适应性和使用的可靠性。 6.半热焊：正焊前将铸件整体或局部预热到300℃～400℃,在焊补过程中保持这一温 度,并在焊后采取缓冷措施的工艺方法称为热焊。 7.σ相脆性：指不论母材还是焊缝，在ω（Cr）>21%,并且在520~820℃之间长期加热 形成的硬而脆的铁铬金属间化合物。 8.调质钢：含碳量在的中碳钢。 9.刀状腐蚀：简称刀蚀，它是焊接接头中特有的一种晶间腐蚀，只发生在含有Ti、Nb 等稳定化元素的奥氏体不锈钢焊接接头中。腐蚀部位沿熔合线发展，处于HAZ的过热区，由于区域很窄，形状有如刀削缺口，故称为刀状腐蚀。 10.使用焊接性：焊接接头或整体结构满足技术条件中所规定的使用性能的程度。 11.不锈钢:指主加元素铬的质量分数ω（Cr）>12%的钢。 12.奥氏体不锈钢：是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约%时，具有稳定的奥氏体组织。 13.沉淀硬化不锈钢：在不锈钢中单独或复合添加硬化元素，通过适当的热处理获得高 强度、高韧性并具有良好耐蚀性的一类不锈钢。 14.固溶处理：指将合金加热到高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中后 快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。 15. 475℃脆性：铁素体钢在ω（Cr）≥%，并在温度400~500℃长期加热后，常常出现 强度升高而韧性下降的现象。 16.耐热钢：在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性的合金钢。它包括抗氧化钢 （或称高温不起皮钢）和热强钢两类。 17.应力腐蚀开裂：在拉伸应力与腐蚀介质的共同作用下产生的断裂。 18.热裂纹：是指焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区间产生 的焊接裂纹。 19.冷裂纹：指的是焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。 20.热焊：正焊前将铸件整体或局部预热到600℃～700℃,在焊补过程中保持这一温度, 并在焊后采取缓冷措施的工艺方法称为热焊。 21.高强度钢：屈服点≥295、抗拉强度≥390的钢。 22.热影响区：在焊接热循环作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能 变化的区域，称为焊接热影响区。 二、填空 1．焊接性是金属材料的一种工艺性能，除了受材料本身性质影响外，还受到工艺条件、（结构条件）和（使用条件）的影响。 2．中、高碳钢焊后若（冷却）速度较快，则可能在焊缝和热影响区形成（马氏体）组织，导致裂纹倾向增大。 3．一根45钢，Φ75mm机轴，采用焊接方法连接，焊接接头处就、开坡口，预热温度为（200℃），采用（E5015）焊条。
金属材料焊接性知识要 点 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
金属材料焊接性知识要点 1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6.实验方法应满足的原则：1可比性2针对性3再现性4经济性 7.常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法:此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。B:插销试验C:压板对接焊接裂纹试验法D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合了解其主要实验步骤，分析 影响实验结果稳定性的因素有哪些 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。 比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。
1.金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2.工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3.使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4.影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5.评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6.实验方法应满足的原则：1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性 7.常用焊接性试验方法 A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小雨20%时。用于一般焊接结构是安全的） 三合金结构钢的焊接 低碳调质钢的焊接性分析 低碳调质钢主要是作为高强度的焊接结构用钢，因此含碳量限制的较低，在合金成分的设计上考虑了焊接性的要求。低碳调质钢碳的质量分数不超过0.18%，焊接性能远优于中碳调质钢。由于这类钢的焊接热影响区是低碳马氏体，马氏体转变温度Ms较高，所形成的马氏体具有“自回火”特性，使得焊接冷裂纹倾向比中碳调质钢小。 焊缝强韧性匹配： 焊缝强度匹配系数S=（σb）w/（σb）b,是表征接头力学非均质性的参数之一，（σb）w为焊缝强度，（σb）b为母材强度。当（σb）w/（σb）b>1时，为高强匹配;=1为等强匹配。<1为低强匹配低碳调质钢热影响区获得细小的低碳马氏体（ML）组织或下贝氏体（B L）组织时，韧性良好，而韧性最佳的组织为ML与低温转变贝氏体组织（B L）的混合组织下贝氏体的板条间结晶位相差较大，有效晶粒直径取决于板条宽度，比较微细，韧性良好，当ML与B L混合生成时，原奥氏体晶粒被先析出的B L有效地分割，促使ML有更多的形核位置，且限制了ML的生长，因此ML+B L混合组织有效晶粒最为细小。 Ni是发展低温钢的一个重要元素。为了提高钢的低温性能，可加入Ni元素，形成含Ni的铁素体低温钢，如1.5Ni钢等在提高Ni的同时，应降低含碳量和严格限制S、P的含量及N、H、O的含量，防止产生时效脆性和回火脆性等。这类钢的热处理条件为正火、正火+回火和淬火+回火等。 ○1在低温钢中由于含碳量和杂质S、P的含量控制的都很严格，所以液化裂纹在这类钢中不是很明显。○2另一个问题是回火脆性，要控制焊后回火温度和冷却速度。 低温钢焊接的工艺特点：除要防止出现裂纹外，关键是要保证焊缝和热影响区的低温韧性，这是制定低温钢焊接工艺的一个根本出发点。 9Ni钢具有优良的低温韧性但用与9Ni钢相似的铁素体焊材时所得焊缝的韧性很差。这除了与铸态焊缝组
金属焊接性 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
2012太原科技大学期末考试试题 金属焊接性：是金属是否能适应焊接加工而形成完整的，具备一定使用性能的焊接接头的特性。 含义：一是金属在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接头在一定的使用条件下可靠运行能力。 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 1.实验方法应满足的原则：1、可比性2、针对性3、再现性4、经济性 中碳调质钢的焊接有冷裂纹,热裂纹热影响区性能的变化(脆化,软化)等问题。 特殊性能的低合金钢分为低温刚,耐候钢,低合金耐蚀钢三类。 珠光体耐热钢提高高温强度的途径是碳含量低,合金元素少（不超过3%-5%）热膨胀系数小导热性好,并有良好的冷热加工性,加入Cr,Mo,W,V,等主要强化铁素体,提高钢的高温强度。 不锈钢空冷后室温组织分为铁素体钢,奥氏体钢,马氏体钢,奥氏体-铁素体双相钢,沉淀硬化型或时效硬化型钢。 耐热钢的脆化形式淬火脆化,回火脆化,时效脆化,二次淬火脆化或高铬铁素体钢的晶粒长大脆化,及铬镍奥氏体钢沿晶界析出碳化物脆化,475℃脆化和σ相脆化。珠光体耐热钢以Cr,Mo,W,V,为主加元素的中低合金钢。 铝及铝合金焊接时会出现氢气孔,还存在强的氧化能力,热导率和比热容大,热裂纹倾向大,容易形成气孔,焊接接头容易软化,合金元素蒸发和烧损,焊接接头的耐腐蚀性低于母材,固态和液态无色泽变化等问题。
目录 1、电阻焊的应用及发展 (1) 1.1电阻焊的应用现状 (1) 1.2电阻焊设备的发展及现状 (2) 2、电阻焊及其焊接原理 (3) 2.1电阻焊定义 (3) 2.2电阻焊形成的几个阶段 (3) 2.3影响电阻焊焊接的因素 (4) 2.3.1 电阻 (4) 2.3.2 电流密度和工件表面 (4) 2.3.3电极压力 (5) 2.3.4通电时间和电极材料及端面形状 (5) 3、电阻焊的分类和优缺点 (6) 3.1电阻焊的优缺点 (6) 3.1.1电阻焊优点： (6) 3.1.2电阻焊缺点： (6) 3.2电阻焊的分类 (6) 3.2.1点焊 (7) 3.2.2缝焊 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.2.3对焊 (9) 3.3.4凸焊 (10) 4、电阻焊常用设备 (11) 4.1点焊机 (11) 4.2对焊机 (11)
5、电阻焊常见故障与焊接检验 (13) 5.1焊点常见故障 (13) 5.2电阻焊焊接检验 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)
1 电阻焊焊接原理 [摘 要]：电阻焊作为一种高效、廉价且机械化和自动化程度较高的连接技术，工业中得到了广泛的应用。电阻焊在工业中各个领域都占了相当重要且相当数量比例的地位。本文介绍了国内外电阻焊设备的发展现状，并对我国电阻设备的发展前景进行分析。着重介绍了电阻焊焊接原理、电阻焊的常用设备以及主要参数对焊接的影响。 [关键词]： 电阻焊；应用发展；焊接；电极； 1、电阻焊的应用及发展 1.1电阻焊的应用现状 电阻焊一经出现，便因其生产效率高、焊接质量容易得到保证、易实现机械化、自动化，在焊接领域中得到了广泛的应用。随着科学术的不断发展，对产品质量要求的不断提高，尤其是在大量使用电阻焊设备的汽车工业中出现的复合板、高合金钢及各种有色金属材料，对电阻焊设备提出了新的要求。电阻焊设备需要解决的主要问题是：提高生产效率、保证质量监控、新型材料电阻焊、节约能源。 电阻点焊在汽车白车身焊装中占据主导地位，其中一辆轿车的白车身上焊点数：3000~5000个，电阻电焊的汽车白车身以及薄板件的生存如图1-1。此外，电阻焊适用于各种薄板构件的生产，如：轿车外壳拼装，仪表柜、钢家俱的生产；油桶、油箱、化工原料盛器、食品罐等[1]。 图1-1 电阻焊接件