1、焊接冶金學知識要點名詞解釋1,焊接：通過加熱或加壓或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質達到原子間的結合而形成永久性連接的工藝過程稱為焊接（Welding）。（P1）2,焊接線能量：熱源功率q與焊接速度v之比（P9）3,焊接平均熔化系數：單位時間內通過單位電流時所熔化焊條（絲）金屬的重量。（電弧焊P43）4,藥皮重量系數：單位長度上藥皮和焊芯的質量比。5,熔合比：在焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例稱為熔合比（P27）6,合金過渡：把所需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬（或堆焊金屬）中去的過程。（P68）7,偏析：在熔池進行結晶的過程中，由于冷卻速度很快，已凝固的焊縫金屬中化學成

2、分來不及擴散，合金元素的分布是不均勻的，出現所謂偏析現象（P127）8,過冷度：熔融金屬平衡狀態下的相變溫度與實際相變溫度的差值/液態金屬溫度與金屬熔點之差。（百度/金屬學P44）9,擴散氫：與焊縫金屬形成間隙固溶體，這一部分氫可以在焊縫金屬的品格中自由擴散。（P4Q）10.拘束度：單位長度焊縫，在根部間隙產生單位長度的彈性位移所需要的力。（P249）問答題1,焊接熱循環特點：P175答：1）加熱的溫度高2）加熱的速度快3）高溫停留時間短4）自然條件下連續冷卻5）局部加熱2,藥芯焊絲的特點：P114答：1）焊接飛濺小由于藥芯焊絲中加入了穩弧劑而使電弧穩定燃燒。熔滴為均勻地噴射狀過渡。所以焊接飛

3、劍很少，并且飛濺顆粒也小。減少了清理焊縫的工時2）焊縫成形美觀藥芯焊絲熔化時所產生的熔渣對于焊縫成形起著良好的作用3）熔敷速度高于實心焊絲由于藥芯焊絲的電流密度高，所以焊絲熔化速度快4）可進行全位置焊接，并可以采用較大的焊接電流3 .焊條設計原則：P94答：在技術上必須滿足設計任務的要求，達到各項技術指標的規定，在制造工藝上必須切實可行，同時還要考慮到經濟效益要好，焊條的衛生指標要先進，確保焊工的身體健康。4 .焊條設計依據：P961）被焊母材的化學成分與力學性能指標2）焊件的工作條件，如工作溫度、工作壓力以及是否有耐磨性、耐腐蝕性等特殊要求3）施工現場的焊接設備情況以及施工的條件等4）考慮電

4、焊條制造的生產工藝條件。如采用手工制造，還是螺旋機壓涂、油壓機壓涂制造等不同的生產情況5 .脫氧劑選擇原則：P611）脫氧劑在焊接溫度下對氧的親和力應比被焊金屬對氧的親和力大2）脫氧的產物應不溶于液態金屬，其密度也應小于液態金屬的密度3）必須考慮脫氧劑對焊縫成分、性能以及焊接工藝性能的影響6 .熔渣分子理論要點：P531）液態熔渣是由化合物的分子組成的其中包括氧化物的分子、復合物的分子以及氟化物、硫化物的分子等2）氧化物及其復合物處于平衡狀態3）只有自由氧化物才能參與和金屬的反應7 .熔渣離子理論要點：P541） 液態熔渣是由陰陽離子組成的電中性溶液2） 離子的分布和相互作用取決于它的綜合矩離

5、子綜合矩可表示為：綜合矩=z/r3） 熔渣與金屬的作用過程是原子與離子交換電荷的過程8 .焊條工藝性能：（P84-P88）答：焊接電弧的穩定性、焊縫成形、在各種位置焊接的適應性、飛濺、脫渣性、焊條的熔化速度、藥皮發紅的程度以及焊條發塵量等。9 .熔渣物理特性：熔渣堿度、粘度、表面張力、熔點（P55-P58）o10 .聯生結晶：（P118）答：熔合區附近加熱到半熔化狀態基本金屬的晶粒表面，非自發品核就依附在這個表面上，并以柱狀晶的形態向焊縫中心生長，形成所謂的交互結晶叫聯生結晶。三、分析題1.手工電弧焊分哪幾個反應區，各反應區特點和反應條件是什么？（P25-P26）答：a）藥皮反應區：反應區的溫

6、度范圍從100度至藥皮的反應熔點，主要物化反應有：水分的蒸發、某些物質的分解和鐵合金的氧化。b）熔滴反應區：熔滴形成、長大到過渡至熔池中都屬于該區。特點有：熔滴的溫度高，熔滴與氣體和熔渣的接觸面積大，各相之間的反應時間段，熔滴與熔渣發生強烈的混合。主要物化反應有：氣體的分解和溶解、金屬的蒸發、金屬及其合金成分的氧化和還原、以及焊縫金屬的合金化等。c）熔池反應區：反應速度比熔滴階段小，在整個反應過程中的貢獻也較小。2 .分析鐵銹對酸性和堿性焊條的影響，哪種焊條影響更大（P89-P94）答：酸性焊條對鐵銹、油污等靈敏性小，且不易發生氣孔。而堿性焊條對鐵銹、油污的靈敏度較大，會產生很多氣體。堿性焊條

7、影響大。3 .分析酸堿性焊條的冶金性能和工藝性能有什么區別（P92-94）答：a）酸性焊條：焊接工藝性能好，焊縫金屬塑性韌性差，主要用于焊接低碳鋼和強度級別低的低合金鋼；b）堿性焊條：焊接工藝性能差，焊縫金屬塑性韌性高，焊縫金屬含氫量極低，適合焊接重要的焊接結構和大多數低合金鋼。4 .分析焊接過程中氣體的來源以及對焊縫質量的影響（P29,P33-P51）答：氣體的來源：主要來源于焊接材料，熱源周圍的空氣也是一種難以避免的來源，還有焊絲表面上和母材坡口附近的鐵皮、鐵銹、油污、油漆和吸附水，還有高溫蒸發所產生的氣體等。氫對焊接質量影響：1）氫脆2）冷裂紋3）白點氮對焊接質量的影響：1）形成氣孔，當

8、焊縫金屬結晶速度大于他的速出速度時，氮氣在焊縫結晶之前來不及逸出，就留在焊縫金屬中形成氣孔；2）降低焊縫金屬的力學性能，氮可以提高低碳鋼和低合金鋼焊縫金屬強度，但是會降低塑性和韌性；3）時效脆化焊縫金屬中過飽和的氮其實是處于不穩定狀態。在經過一段時間后，過飽和的氮會以針狀的Fe4N的形式析出，從而導致焊縫金屬脆化。氧對焊接質量的影響：1）隨著氧含量的增加，具強度、塑性及韌性指標都要下降，沖擊韌性下降尤為明顯。氧還引起熱脆性、冷脆性及實效硬化；2）導致氣孔的產生。溶解在熔池中的氧與熔池金屬中的碳反應，生產CO氣體，而CO氣體與熔池金屬是不相容的，如在熔池結晶時CO氣泡來不及逸出，則在焊縫中形成C

9、O氣孔；3）合金元素的燒損，在焊接高溫作用下，氧使焊縫金屬中有益合金元素燒損，焊縫性能達不到母材的水平。5 .分析氣孔產生的機理及形狀特征（P144-P145）答：氣孔產生的機理：產生氣孔的過程是由三個相互聯系而又彼此不同的階段所組成：1）氣泡的生核，應具備兩個條件：1液態金屬中有過飽和的氣體；2生核要有能消耗。2）氣泡長大，氣泡核形成以后就要繼續長大。3）氣泡上浮，氣泡核形成之后，在熔池金屬經過一個短暫的長大過程，便從液態金屬中向外逸出。氣孔的特征：有環形、橢圓形、旋渦狀和毛蟲狀。6 .分析氣孔產生的影響因素及其防治措施（P145-P147）答：影響因素：1、冶金因素的影響：（1）熔渣氧化性

10、的影響。（2）焊條藥皮和焊劑的影響，（3）鐵銹及水分對產生氣孔的影響；2、工藝因素的影響：（1）焊接工藝參數的影響，（2）電流種類和極性的影響，（3）工藝操作方面的影響。防治措施：選用合理規范，以利于熔渣的浮出；多層焊時，注意清渣；焊條擺動，以利出渣；保護熔池，防治空氣侵入。7 .結晶裂紋的特征及其形成過程（P221-P223）答：特征：產生在焊縫柱狀晶的交界處及焊縫中心；多呈縱向分布在焊縫中心；表面無金屬光澤，常有氧化顏色；通常在含硫磷及其他雜質較高的碳鋼、低合金鋼和單向奧氏體鋼中形成。形成過程：焊縫金屬凝固結晶的后期，低熔點共晶形成液態薄膜,同時由于收縮而受到了拉伸應力，液態薄膜就成了薄弱

11、地帶，在拉伸應力作用下開裂而形成結晶裂紋。8 .結晶裂紋的影響及防治措施（P225-P231）答：影響因素：冶金因素對產生結晶裂紋的影響：合金狀態圖的類型和結晶溫度區間，合金元素對產生結晶裂紋的影響，凝固結晶組織形態對結晶裂紋的影響；力學因素對產生結晶裂紋的影響。防治措施：冶金因素方面：控制焊縫中硫，磷，碳等有害雜質的含量，改善焊縫凝固結晶，細化晶粒是提高抗裂性的重要途徑；工藝因素方面：焊接工藝及參數，接頭形式，焊接次序9 .延遲裂紋的特征及形成過程（P245-P246）答：特征：從潛伏、萌生、擴展，以至開裂是具有延遲特征的。形成過程：金屬內部的缺陷提供了潛在裂源，在應力的作用下,這些微觀缺陷

12、的前沿形成了三向應力區，誘使氫向該處擴散并聚集。當氫的濃度達到一定程度的時候，一方面產生較大的應力，另一方面阻礙位錯移動而使該處變脆，當應力進一步加大時，促使缺陷擴展而形成裂紋10 .延遲裂紋的影響因素及防止措施（P251-P264、PPT第五章66-68）答：影響因素：（1）鋼種化學成分的影響（2）拘束應力的影響（3）氫的有害影響（4）焊接工藝對冷裂紋的影響：1、焊接線能量的影響2、預熱的影響3、焊后后熱的影響4、多層焊的影響防治措施：1、控制母材的化學成分2、合理選擇和使用焊接材料3、選用合適的焊接工藝參數4、加強施工質量管理11 .再熱裂紋的形成原因及防治措施（P266-P273）答：形

13、成原因：再熱裂紋外的產生是由晶界優先滑動導致微裂(形核)而發生和擴展的。也就是說，在焊后再熱處理時，殘余應力松弛過程中，粗晶區應力集中部位的晶界滑動變形量超過了該部位的塑性變形能力，就會產生再熱裂紋。防治措施：選擇合理的焊接方法，選用低匹配材料、焊接時需要預熱和后熱、焊接降低殘余應力和避免應力集中的相關缺陷、減小過熱程度，減小晶粒的大小。12 .層狀撕裂的產生過程及防治措施(P274-P278)答:產生過程：厚板結構的T形或角接接頭往往承受很大的Z向應力和應變。當應變量超過母材金屬的Z向塑性變形能力時，使金屬中的層狀夾雜與基體金屬發生分離，形成微裂。在應力的進一步作用下，微裂沿夾雜物所在的平面

14、擴展，成為所謂的“平臺”，這些相互平行，起先并不連貫的“平臺”擴展到一定尺寸，彼此接近，在剪切應力的作用下，平臺間的金屬產生剪切破壞，形成所謂的“剪切壁”。層狀撕裂就是由這些平臺和剪切壁構成的階梯狀裂紋。防治措施：1、選用具有良好抗層狀撕裂性能的金屬材料：(1)精煉鋼(2)控制硫化物夾雜形態2、設計和工藝上的措施：(1)應盡量避免單側焊縫改用雙側焊縫(2)在強度允許的情況下，盡量采用焊接量少的對稱角焊縫來代替焊接量大的全焊透焊縫，以避免產生過大的應力(3)應在承受z向應力的一側開坡口(4)對于T形接頭，可在橫板上預先堆焊一層低強的熔敷金屬，以防止焊根出現裂紋，同時亦可緩和橫板的Z向應力(5)為

15、防止由冷裂引起的層狀撕裂，應盡量采用一些防止冷裂的措施，如降低氫量、適當提高預熱、控制層間溫度等。四、填空題1 .實現焊接的基本條件是：加熱、加壓或兩者并用(P1)2 .手工焊的熱量來源有那些：電弧熱、化學熱、電阻熱、高頻感應熱、摩擦熱、等離子焰、電子束、激光束。(P3)3 .手工焊熔滴過渡形式：短路過渡、顆粒狀過渡、附解過渡(P17)4 .手工焊分哪幾個反應區：藥皮反應區、熔滴反應區、熔池反應區（P24）5 .溶滴的平均溫度：1800-2400c（P25）6 .融池的平均溫度熔池的平均溫度：1600-1900c（P26）7 .焊接區內的氣體有哪些：CO2H2ON2、H2、02、金屬和熔渣的蒸

16、汽以及他們分解和電離的產物組成的混合物。（P338 .氮、氫在金屬中的溶解度在什么情況下發生突變；液固狀態（P34）9 .焊縫中的氫可分為：殘余氫和擴散氫。（P40）10 .熔渣的作用:機械保護作用、改善焊接工藝性能的作用、冶金處理的作用。（P52）11 .熔渣中的二氧化硅，二氧化氮是什么氧化物:酸性氧化物。（P53）12 .熔渣中的氧化鈣氧化鈕氧化鎂是什么氧化物：堿性氧化物。（P53）13 .熔渣的物理特性包括：粘度，表面張力，熔點（課本P57-58）14 .熔渣對金屬的氧化：擴散氧化，置換氧化（課本P58）15 .脫氧的方式有哪些：先期脫氧，沉淀脫氧，擴散脫氧（課本P61）16 .合金過度

17、的損失：殘留損失、氧化損失（第一章課件133頁）17 .藥皮中加入什么物質可以增加電弧穩定性:電力電位低的物質（課本P84）18 .熔渣的粘度隨溫度變化快是什么渣：堿性渣（課本P56）19 .熔渣的粘度隨溫度變化慢是什么渣：含Si6多的酸性渣（課本P56）20 .熔渣的線膨脹系數與金屬線膨脹系數差別越大，性能有什么變化，脫渣性越好。21 .熔渣的氧化性越強，脫法性會怎么樣越差22 .焊劑可分為那兩種形式，熔煉焊劑和燒結焊劑（P99）23 .焊縫中的偏析包括哪些：顯微偏析、區域偏析、層狀偏析。（P127-P130）24 .氫氣孔的斷面特征：出現在焊接表面上，氣孔的斷面形狀如同螺釘狀，在焊在.的表

18、面上看呈喇叭口狀，氣升的四周有洋滑的內壁。（P142）25 .N氣孔的斷面特征：多在焊縫表面、多數情況下成堆出現，與蜂窩相似（P143）26 .C口孔的斷面特征:沿結晶方向分布，有些像條蟲狀臥在焊縫內部(P143)27 .熔渣的氧化性越強將產生什么氣孔：一氧化碳氣孔P14728 .熔渣的還原性越強將產生什么氣孔:氫氣孔P14729 .焊縫中的夾渣有哪些：氧化物、氮化物、硫化物。P15030 .焊縫的振動結晶有哪幾種形式：低頻機械振動、高頻超聲振動、電磁振動。P15731 .根據焊接工藝，利用焊接cct圖，可以預測什么性能：準確判斷熱影響區的組織、性能和抗裂性。P17932 .低碳低合金鋼的熱影響區有哪幾個區:熔合區、過熱區、相變重結晶區、不完全重結晶區。P18533 .淬火鋼和調質鋼的熱影響區有哪幾個區：完全淬火區和不完全淬火區(P187)34 .容易產生結晶裂紋的固液階段溫度區