材料焊接性答案--第三章
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《金属熔焊原理及材料焊接》习题答案绪 论一、填空题1.连接金属材料的方法主要有____________、____________、____________、____________等形式,其中,属于可拆卸的是___________、____________属于永久性连接的是____________、____________。
2. 按照焊接过程中金属所处的状态不同,可以把焊接分为___________、___________ 和__________三类。
3.常用的熔焊方法有_____________、_______________、_______________等。
4.焊接是通过____________或___________或两者并用,用或不用______________,使焊件达到结合的一种加工工艺方法。
5.压焊是在焊接过程中,必须对焊件施加___________,以完成焊接的方法。
二、判断题(正确的划“√”,错的划“×”)1.焊接是一种可拆卸的连接方式。
﹙ ﹚2.熔焊是一种既加热又加压的焊接方法。
﹙ ﹚3.钎焊是将焊件和钎料加热到一定温度,使它们完全熔化,从而达到原子结合的一种连接方法。
﹙ ﹚4.钎焊虽然在宏观上也能形成不可拆卸的接头,但在微观上与压焊和熔焊是有本质区别的。
﹙ ﹚5.焊接接头由焊缝和因焊接热传递的影响而产生组织和性能变化的焊接热影响区构成。
﹙ ﹚6.焊接是通过加热或加压,或两者并用,用或不用填充材料,使焊件达到原子结合的一种方法。
﹙ ﹚答案一、填空题1.螺纹连接 键连接 铆接 焊接 螺纹连接 键连接 铆接 焊接2.熔焊 钎焊 压焊3.气焊 焊条电弧焊 CO气体保护焊24.加热 加压 填充材料5.压力二、判断题1.× 2.× 3× 4.√ 5.√第一章 焊接热源及其热作用一、填空题1.常用焊接热源有_____________热、_____________热、_____________热、_____________和_____________等。
第二章铸造一、思考题1. 什么叫铸造?为什么铸造在机械生产中得到广泛应用?(1)可生产形状复杂的零件2)适应性好3)成本低4)节省金属及切削加工工作量2. 铸件机械性能为何较锻件低?组织粗大,内部常存在缩孔、缩松、气孔、偏析等缺陷3. 铸造工艺图包括哪些内容?浇注位置、分型面、加工余量、拔模斜度、、不铸的孔、槽、型芯的结构个数、芯头结构、尺寸、浇冒口等4. 典型的浇注系统由哪几部分组成?(•外浇口、直浇口、横浇口、内浇口、出气孔)冒口的作用是什么?(补缩)5. 何谓合金的流动性,(熔融金属本身的流动能力。
)影响的因素有哪些?(.合金种类、化学成分、浇注温度)合金流动性不足时,铸件容易产生哪些缺陷?(冷隔、浇不足)6. 何谓合金的收缩?(熔融金属在铸型中凝固和冷却过程中,其体积和尺寸减少的现象)影响收缩的因素有哪些?(1)化学成分2)浇注温度3)铸件结构4)铸型条件7. 何谓铸造内应力,其分布规律如何?(厚臂处承受拉应力,薄臂处承受压应力)8. 根据组织特征划分,常用的铸铁有几种?(白口铁,灰铁,球铁,可铁)各自性能特点如何?9. 为什么说铸铁是脆性材料?(延伸率<o,5%)可锻铸铁可以锻造吗?(不)10. 铸钢的铸造性能如何?(1.钢水流动性差2.收缩大、应力裂纹缩松缩孔倾向大3.熔点高)什么场合宜使用铸钢?(受力大且形状复杂的零件)11. 生产铸铁件,(冲天炉)铸钢件(电弧炉感应电炉)和有色金属铸件(坩埚炉)所用的熔炉有哪些?12. 名词解释浇注位置:浇注时,铸件在铸型中所处的位置分型面:分开的铸型的接触面二、判断题(正确的打√,错误的打×)1. 当过热度相同时,亚共晶铸铁的流动性随含碳量的增多而提高。
(√)2 选择浇注位置时,应使零件的重要工作面朝上。
( ×)3. 熔模铸造不需分型面。
(√)4. 铸钢常用熔炉为电弧炉及感应电炉。
(√)5. 可锻铸铁可以进行锻造。
(×)6. 为了获得铸件内腔,不论砂型铸造、金属型铸造、离心铸造均需使用型芯。
第三节 金属材料的焊接性1. 焊接性的概念—定焊接技术条件下,获得优质焊接接头的难易程度,即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。
2.焊接性的评价1) 碳当量法碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量,按其作用换算成碳的相对含量。
国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为:%)++++++=10015)Cu ()Ni (5)V ()Mo ()Cr (6)Mn ()C ([CE ⨯ωωωωωωω 式中,ω(C)、ω(Mn)等-碳、锰等相应成分的质量分数(%)。
当CE<0.4%时,钢材的塑性良好,淬硬倾向不明显,焊接性良好。
在一般的焊接技术条件下,焊接接头不会产生裂纹,但对厚大件或在低温下焊接,应考虑预热;当CE 在0.4~0.6%时,钢材的塑性下降,淬硬倾向逐渐增加,焊接性较差。
焊前工件需适当预热,焊后注意缓冷,才能防止裂纹;当CE>0.6%时,钢材的塑性变差。
淬硬倾向和冷裂倾向大,焊接性更差。
工件必须预热到较高的温度,要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施,焊后还要进行适当的热处理。
2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的其计算式为:%++++++=100]60060]H [)B (510)V (15)Mo (60)Ni (20)Cu ()Mn ()Cr (30)Si ()C ([⨯++++h P W ωωωωωωωωω式中P W -冷裂纹敏感系数;h -板厚;[H]-100g 焊缝金属扩散氢的含量(mL)。
冷裂纹敏感系数越大,则产生冷裂纹的可能性越大,焊接性越差。
3.低碳钢的焊接低碳钢的CE 小于0.4%,塑性好,一般没有淬硬倾向,对焊接热过程不敏感,焊接性良好。
4.中、高碳钢的焊接中碳钢的CE 一般为0.4%~0.6%,随着CE 的增加,焊接性能逐渐变差。
高碳钢的CE 一般大于0.6%,焊接性能更差,这类钢的焊接—般只用于修补工作。
为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹,并具有良好的力学性能,通常采取以下技术措施:1)焊前预热、焊后缓冷 焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差,降低冷却速度,减少焊接应力,从而防止焊接裂纹的产生。
第一章测试1.钎焊时钎料熔化母材不熔化。
()A:错B:对答案:B2.根据焊接过程的特点,焊接可以分为熔焊、压焊和钎焊。
()A:对B:错答案:A3.焊接可以用于金属材料的连接,也可以应用于非金属材料的连接。
()A:对B:错答案:A4.焊接是永久性连接。
()A:错B:对答案:B5.钨极氩弧焊属于非熔化极气保焊。
()A:对B:错答案:A第二章测试1.下面哪个是电弧中的主要带电粒子()A:正离子B:电子C:负离子D:气体原子答案:B2.下列哪个部分()不能发射电子。
A:阴极B:阳极C:阴极区答案:C3.当采用W、C等热阴极材料作为阴极,且留过大电流时,其导电机构是()。
A:热发射型B:场致发射型C:等离子型D:光发射型答案:A4.焊接电弧的组成不包括()。
A:阴极区B:阳极区C:弧柱区D:阴极答案:D5.电磁收缩力随着焊接电流的增大而()A:减小B:无关C:增大D:不一定答案:C第三章测试1.焊条的加热有哪些能量来源()。
A:电阻热B:辐射热C:电弧热D:化学反应热答案:ACD2.脉冲钨极氩弧焊,焊丝熔化的能量来源是()。
A:化学反应热B:辐射热C:电阻热D:电弧热答案:D3.平焊时,不利于熔滴过渡的作用力是()。
A:重力B:表面张力C:电弧力D:等离子流力答案:B4.熔化极气体保护电弧焊焊铝时,熔滴易以哪种熔滴过渡形式过渡?()A:粗滴过渡B:射流过渡C:射滴过渡D:短路过渡答案:C5.焊接飞溅的影响因素不包括()A:熔滴过渡形式B:焊丝成分C:气体介质D:焊接顺序答案:D第四章测试1.熔深随焊接电流增大而()。
A:增大B:不变C:不一定D:减小答案:A2.弧长增大,熔深(),余高()。
A:减小,增大B:增大,减小C:增大,增大D:减小,减小答案:D3.表面张力梯度系数为负值时,焊接熔池内的流体在上表面上的流动方向为()。
A:由中心流向边缘B:由边缘流向中心答案:A4.焊接电弧传递热量给工件的方式有()。
第一章焊接化学冶金1、什么是焊接化学冶金?它的主要研究内容和学习的目的是什么?答:焊接化学冶金指在熔焊过程中,焊接区内各种物质之间在高温下的相互作用反应。
它主要研究各种焊接工艺条件下,冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。
研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料,控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求,设计创造新的焊接材料。
2、调控焊缝化学成分有哪两种手段?它们怎样影响焊缝化学成分?答:调控焊缝化学成分的两种手段:1)、对熔化金属进行冶金处理;2)、改变熔合比。
怎样影响焊缝化学成分:1)、对熔化金属进行冶金处理,也就是说,通过调整焊接材料的成分和性能,控制冶金反应的发展,来获得预期要求的焊接成分;2)、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比,改变熔合比可以改变焊缝金属的化学成分。
3、焊接区内气体的主要来源是什么?它们是怎样产生的?答:焊接区内气体的主要来源是焊接材料,同时还有热源周围的空气,焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等,在焊接时也会析出气体。
产生:①、直接输送和侵入焊接区内的气体。
②、有机物的分解和燃烧。
③、碳酸盐和高价氧化物的分解。
④、材料的蒸发。
⑤、气体(包括简单气体和复杂气体)的分解。
4、氮对焊缝质量有哪些影响?控制焊缝含氮量的主要措施是什么?答:氮对焊接质量的影响:a在碳钢焊缝中氮是有害的杂质,是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。
b氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素。
c氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。
控制焊缝含氮量的主要措施:a、控制氮的主要措施是加强保护,防止空气与金属作用;b、在药皮中加入造气剂(如碳酸盐、有机物等),形成气渣联合保护,可使焊缝含氮量下降到0.02%以下;c、采用短弧焊(即减小电弧电压)、增大焊接电流、采用直流反接均可降低焊缝含氮量;d、增加焊丝或药皮中的含碳量,可降低焊缝中的含氮量。
5、综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响?答:(1)焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响:手工电弧焊时,增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加;增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。
基本原理绪论1.试述焊接、钎焊和粘接在本质上有何区别?2.怎样才能实现焊接,应有什么外界条件?3.能实现焊接的能源大致哪几种?它们各自的特点是什么?4.焊接电弧加热区的特点及其热分布?5.焊接接头的形成及其经历的过程,它们对焊接质量有何影响?6.试述提高焊缝金属强韧性的途径?7.什么是焊接,其物理本质是什么?8.焊接冶金研究的内容有哪些?第一章焊接化学冶金1.焊接化学冶金与炼钢相比,在原材料方面和反应条件方面主要有哪些不同?2.调控焊缝化学成分有哪两种手段?它们怎样影响焊缝化学成分?3.焊接区内气体的主要来源是什么?它们是怎样产生的?4.为什么电弧焊时熔化金属的含氮量高于它的正常溶解度?5.氮对焊接质量有哪些影响?控制焊缝含氮量的主要措施是什么?6.手弧焊时,氢通过哪些途径向液态铁中溶解?写出溶解反应及规律?7.氢对焊接质量有哪些影响?8.既然随着碱度的增加水蒸气在熔渣中的溶解度增大,为什么在低氢型焊条熔敷金属中的含氢量反而比酸性焊条少?9.综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响。
10.今欲制造超低氢焊条([H]<1cm3/100g),问设计药皮配方时应采取什么措施?11.氧对焊接质量有哪些影响?应采取什么措施减少焊缝含氧量?12.保护焊焊接低合金钢时,应采用什么焊丝?为什么?13.在焊接过程中熔渣起哪些作用?设计焊条、焊剂时应主要调控熔渣的哪些物化性质?为什么?14.测得熔渣的化学成分为:CaO41.94%、-28.34%、23.76%、FeO5.78%、7.23%、3.57%、MnO3.74%、4.25%,计算熔渣的碱度和,并判断该渣的酸碱性。
15.已知在碱性渣和酸性渣中各含有15%的FeO,熔池的平均温度为1700℃,问在该温度下平衡时分配到熔池中的FeO量各为多少?为什么在两种情况下分配到熔池中的FeO量不同?为什么焊缝中实际含FeO量远小于平衡时的含量?16.既然熔渣的碱度越高,其中的自由氧越多,为什么碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条焊缝含氧量低?17.为什么焊接高铝钢时,即使焊条药皮中不含,只是由于用水玻璃作粘结剂,焊缝还会严重增硅?18.综合分析熔渣中的CaF2在焊接化学冶金过程是所起的作用。
工程材料(山东理工大学)智慧树知到课后章节答案2023年下山东理工大学山东理工大学第一章测试1.材料受力时抵抗弹性变形的能力,称为()A:塑性 B:屈服强度 C:弹性模量 D:抗拉强度答案:弹性模量2.下列符号表示洛氏硬度单位的是()A:HRC B:HBW C:HSW D:HS答案:HRC3.在()情况下,材料所受外加应力低于屈服强度也会发生断裂。
A:高温 B:室温 C:疲劳 D:平面应变答案:高温;疲劳;平面应变4.腐蚀是一个电化学过程,腐蚀过程中有电流产生。
A:对 B:错答案:对5.下列性能属于材料工艺性能的是()A:抗拉强度 B:铸造性 C:切削加工性 D:焊接性答案:铸造性;切削加工性;焊接性6.铸铁的铸造性能比铸钢好。
A:错 B:对答案:对7.大型工程构件用钢要求有良好的()。
A:可锻性 B:可焊性 C:切削加工性 D:铸造性答案:可焊性8.材料的使用温度()A:应与其韧脆转变温度相等 B:与其韧脆转变温度无关 C:应在其韧脆转变温度以下 D:应在其韧脆转变温度以上答案:应在其韧脆转变温度以上9.在有关工件的图纸上,出现了以下几种硬度技术条件的标注方法,其中正确的是()A:12~15HRC B:HV800 C:500HBW D:229HB答案:500HBW10.材料的显微组织包括组成材料的各种相的组成与结构,相的大小、形态和分布。
A:错 B:对答案:对11.工程材料可分为()A:无机非金属材料 B:复合材料 C:金属材料 D:高分子材料答案:无机非金属材料;复合材料;金属材料;高分子材料12.学习工程材料课程的目的()A:探索工程材料奥妙 B:浪费时间 C:助力高端装备制造 D:掌控工程材料性能答案:探索工程材料奥妙;助力高端装备制造;掌控工程材料性能第二章测试1.离子键的特点是( ).A:有饱和性和方向性 B:没有方向性但有饱和性 C:有方向性但没有饱和性 D:没有方向性和饱和性答案:没有方向性和饱和性2.离子键结合的材料的性能特点包括()。
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别?在制定焊接工艺时要注意什么问题?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削弱,粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。
制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。
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控制焊接热输入,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达到沉淀强化作用可以消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减小。
;焊接材料:对焊条电弧焊焊条的选择:E5系列。
埋弧焊:焊剂SJ501,焊丝H08A/H08MnA.电渣焊:焊剂HJ431、HJ360焊丝H08MnMoA。
CO2气体保护焊:H08系列和YJ5系列。
预热温度:100~150℃。
焊后热处理:电弧焊一般不进行或600~650℃回火。
电渣焊900~930℃正火,600~650℃回火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的焊接工艺不一定适用于Q390的焊接,因为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重。
4.低合金高强钢焊接时,选择焊接材料的原则是什么?焊后热处理对焊接材料有什么影响?答:选择原则: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,根据焊缝受力条件,性能要求及焊后热处理情况进行选择焊接材料,对于焊后需要进行处理的构件,焊缝金属的化学成分应与基体金属相近。
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。
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,而中碳调质钢一般要求焊后热处理?答:低碳调质钢:在循环作用下,t8/5继续增加时,低碳钢调质钢发生脆化,原因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及时的热处理能获得最佳性能焊接接头。
7.比较Q345、T-1钢、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、热裂和消除应裂纹的倾向.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,因此冷裂纹敏感倾向较底。
T-1钢为低碳调质钢,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,控制Cr、Mo的含量能减缓冷裂倾向,2.25-1Mo冷裂倾向相对敏感。
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,点阵畸变更严重,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/Ws能达到要求,具有较好的抗热裂性能,热裂倾向较小。
T-1钢含C低但含Mn较高且S、P的控制严格因此热裂倾小。
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,结晶偏析严重,焊接时易产生洁净裂纹,热裂倾向较大。
3、消除应力裂纹倾向: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有一定的敏感性;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别?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,若为消除热影响区的淬硬区的淬硬组织和防止延迟裂纹产生,必须适当采用预热,层间温度控制,中间热处理,并焊后及时进行回火处理,若为减少热影响的软化,应采用热量集中,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,选择材料时,焊缝金属的调质处理规范应与母材的一致,主要合金也要与母材一致,在焊后调质的情况下,可采用很高的预热温度和层间温度以保证调质前不出现裂纹。
因为中碳调质钢淬透性、淬硬性大,在退火状态下焊接处理不当易产生延迟裂纹,一般要进行复杂的焊接工艺,采取预热、后热、回火及焊后热处理等辅助工艺才能保证接头使用性能。
9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则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一定的热裂纹倾向,而珠光体耐热钢当材料选择不当时才可能常产生热裂纹。
珠光体耐热钢在选择材料上不仅有一定的强度还要考虑接头在高温下使用的原则,特别还要注意焊接材料的干燥性,因为珠光体耐热钢是在高温下使用有一定的强度要求。
10低温钢用于-40度和常温下使用时在焊接工艺和材料上选择是否有所差别?why?答:低温钢为了保证焊接接头的低温脆化及热裂纹产生要求材料含杂质元素少,选择合适的焊材控制焊缝成分和组织形成细小的针状铁素体和少量合金碳化物,可保证低温下有一定的AK要求。
对其低温下的焊接工艺选择采用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,采用快速多道焊减少焊道过热。
采用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,为什么要控制焊缝中的含碳量?如何控制焊缝中的含碳量?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,提高冷裂纹敏感性。
碳容易和晶界附近的Cr结合形成Cr的碳化物Cr23C6,并在晶界析出,造成“贫Cr”现象,从而造成晶间腐蚀。
选择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控制含氟中的含碳量。
2. 为什么18-8奥氏体不锈钢焊缝中要求含有一定数量的铁素体组织?通过什么途径控制焊缝中的铁素体含量?答:焊缝中的δ相可打乱单一γ相柱状晶的方向性,不致形成连续,另外δ相富碳Cr,又良好的供Cr条件,可减少γ晶粒形成贫Cr层,故常希望焊缝中有4%~12%的δ相。
通过控制铁素体化元素的含量,或控制Creq/Nieq的值,来控制焊缝中的铁素体含量。
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型钢的融合区,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连过程依次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C%,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. 简述奥氏体不锈钢产生热裂纹的原因?在母材和焊缝合金成分一定的条件下,焊接时应采取何种措施防止热裂纹?答:产生原因:{1}奥氏体钢的热导率小,线膨胀系数大,在焊接局部加热和冷却条件下,街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,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},也易形成易溶共晶。