焊接冶金学复习资料

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1、一、填空题1. 在某型号铝合金活塞激光-TI复合焊接工艺中，已知：激光功率P1=3kW;热效率=.9;焊接的电压U=15。,电流=38A；热效率2=0.78;则复合焊接过程中的功率比为:_06139_（1分).(TG在前，保留四位有效数字)2. 再热裂纹： R处理或高温下长期工作( 50700 )产生的裂纹(1分）。3. 热裂纹形成的机理是：由于 成分偏析 而形成的 低熔点共晶 的 液态薄膜 （Fe-eS、Fe-F、iNi3、-Ni3S2)在 拉应力 作用下（凝固收缩受拉）开裂。理论分析中，热裂纹通常以MnS+C （1分) 作为判据。4. HAZ过热粗晶区包括两种脆化：、 晶粒长大引起的脆化(

2、1分） ；、 淬硬组织引起的脆化（1分) 。5. 预防合金结构钢冷裂纹的工艺要点：预热 + 合适的焊接线能量 + 低氢焊材 ；其中,合适的线能量是指： 在保证H韧性的前提下,线能量尽量大(1分） 。6. 焊接工艺中预热的作用是: 促使焊接区氢充分逸出 ； 降低冷却速度 ;后热的作用: 消氢 ； 降低冷速 ； 韧化H、焊缝组织 。7. 铸铁中C的存在形式包括 石墨 和 e3C 两种，根据石墨形态不同，铸铁可以分为：灰口铸铁 、 球墨铸铁、 蠕墨铸铁 、 白口铸铁 。牌号4018表明:抗拉强度为： 400 ；延伸率： 1% 。8. 不锈钢焊缝晶间腐蚀的防止措施包括: 固溶处理 、 稳定化退火、 超

3、低碳法 、 合金化法 ；(本题4分)9. 合金钢强化机理包括：固溶强化 、沉淀强化 、热处理强化、形变强化等类型。10. 热裂纹形成的机理是：由于 成分偏析而形成的低熔点共晶 的液态薄膜（FeFeS、FeF3P、iNi3P、Ni-32）在 拉应力 作用下（凝固收缩受拉）开裂。理论分析中,热裂纹通常以 Mn+C(1分）作为判据.11. 预防合金结构钢冷裂纹的工艺要点： 预热 + 合适的焊接线能量 低氢焊材 ;其中,合适的线能量是指: 在保证HAZ韧性的前提下,线能量尽量大 。12. 固溶强化是指：合金元素溶于基体金属中形成固溶体而使金属强化 (1分） 。13. 复合材料根据基体不同可以分为: 金

4、属基复合材料 和 非金属基复合材料 ；14. 陶瓷的相组成包括： 晶相 、 玻璃相 、 气相 ；15. 不锈钢焊缝晶间腐蚀的防止措施包括: 固溶处理 、 稳定化退火 、超低碳法 、 合金化法 （本题4分)。16. 铝合金焊接过程中的水分来源包括：弧柱气氛、焊丝和母材表面氧化膜吸附的水 、 焊丝和母材本身含有的氢等；17. 稀土元素对热裂纹形成作用: 细化晶粒 、 固溶强化 、 RE过高会降低强度 ;18. 塑料的主要焊接方法包括 超声波焊接、热气焊接、高频焊接、电阻焊接、激光焊接等 ；电子材料的焊接方法包括 回流焊接、波峰焊、钎焊等 ( 举个例子即可).19. 焊接工艺中预热的作用是： 促使焊

5、接区氢充分逸出; 降低冷却速度;后热的作用: 消氢； 降低冷速；韧化HA、焊缝组织。20. 在某型号铝合金活塞激光T复合焊接工艺中，已知：激光功率P1=3k;热效率1=0。9；IG焊接的电压=15.4V，电流I=138A；热效率2=0。7;则复合焊接过程中的功率比为： 0。6139。(TIG在前，保留四位有效数字,本题分）21. 焊接热效率（ling heeffcincy）：用于被焊材料焊接的热量和热源产生的热量之比。激光焊接用于焊接的能量（已知激光功率P0；）P=P0。22. 已知：激光焊接过程的有效功率，最小加热面积为S，则在激光焊接过程中的最大功率密度为: PS 。23. 给出如下材料焊

6、接属于的中文对照：multipsldin： 多道焊 ；ultiayer wldig: 多层焊 ；TIG/AW： 钨极氩弧焊接 ；MIGMAW: 熔化极气体保护焊接 ；24. 一般地，焊缝的预热温度取决 屈服强度 和 板厚 .对于多层焊层间温度一般不低于预热温度，通常取:22025 ;预热温度范围是情况而定，根据国家标准,测温位置一般在坡口上部 23 mm处25. 冷裂纹的三要素：扩散氢的含量；拘束度造成的应力与应力集中;对冷裂敏感的淬硬组织26. 再热裂纹产生机理：晶界杂质析集弱化作用；晶内沉淀强化作用；蠕变断裂应力集中、空位聚集；27. 从组织的角度讲,促进热影响区脆化的影响因素包括：魏氏组

7、织、难熔质点的熔解、混合组织、淬硬组织、热应变脆化等.28. 孕育铸铁所采用的孕育剂为: 硅铁 ； 硅钙 .29. 铸铁焊接需要考虑的三个重要因素：促进石墨化；焊缝合金化(异质焊缝)；焊前预热、焊后后热、焊后热处理。二、简答题1合金结构钢母材或焊缝强化机理有几种，分别简述强化内容。答：（）固溶强化,solutostrenthening，合金元素溶于基体金属中形成固溶体而使金属强化。(2)沉淀强化：正火钢，指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和(或）由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化的一种热处理工艺.如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后，在 4050 或 080 进行沉淀硬化处理，可

8、获得很高的强度。（3）热处理强化：调质钢，调质处理.整体热处理(退火、正火、淬火和回火)、表面热处理和化学热处理(）形变强化2。铝合金焊接性的主要问题包括那几个方面,简述铝合金焊接过程中，氢气孔的形成原因,氢的来源及影响因素。答：铝合金焊接有几大难点：铝合金焊接接头软化严重,强度系数低，这也是阻碍铝合金应用的最大障碍; 铝合金表面易产生难熔的氧化膜（Al2O其熔点为206） ，这就需要采用大功率密度的焊接工艺； 铝合金焊接容易产生气孔； 铝合金焊接易产生热裂纹； 线膨胀系数大，易产生焊接变形； 铝合金热导率大（约为钢的倍），相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大4倍。氢气孔的形成原因，氢的来源及

9、影响因素为:1）类型:析出型(氢气孔）2）原因:液态金属吸氢能力提高，凝固H H2气泡 铝的导热冷却速度 H气泡上浮数量铝的比重 H气泡上浮速度3）来源： 弧柱气氛中的水 焊丝和母材表面氧化膜吸附的水 焊丝和母材本身含有的氢保护气体中的氢和水分）影响因素 弧柱气氛中的水的影响 A+3H2=AlO+6H或Al+3O=Al（OH)3+3 不同合金系焊缝对氢的敏感度不同：纯铝最敏感 不同焊接方法对氢敏感度不同：MIGTG 氧化膜中水分的影响（焊丝、工件）： 焊丝氧化膜：MIT 母材氧化膜：MITI 焊接工艺的影响I E:I，V焊接tH减少氢的溶入， 根部熔合 MIE：I，焊接 tH 气泡上浮 极性:

10、TG AC；MG DCRP 改变弧柱气氛:加入氧化性气体（CO2、O2） 例如r+0.3O MI IG(极烧损）3.利用贫化理论分析，不锈钢晶间腐蚀机理，并选择如下一种腐蚀行为,分析其符合哪一种贫化理论以及析出物是什末？(i) 铝铜合金晶间腐蚀：(ii) 镍钼合金晶间腐蚀:答:晶界存在着显著的化学、物理不均匀性。在腐蚀介质中金属和合金的晶界的溶解速度和晶粒本身的溶解速度是不同的.在某些环境中,晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时，会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀,称为晶间腐蚀 .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。沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展,晶粒本

11、身腐蚀很轻微，晶间腐蚀（介质和应力作用）是应力腐蚀的先导。 不锈钢晶间腐蚀：贫铬理论；析出r23C6 铝铜合金晶间腐蚀：贫铜理论-析出uAl 镍钼合金晶间腐蚀：贫钼理论析出MoC4。简述铸铁白口和脆硬组织具体主要指那些？它们对铸铁焊缝有什末影响？答:白口组织是由于在铸铁补焊时，碳、硅等促进石墨化元素大量烧损,且补焊区冷速快,在焊缝区石墨化过程来不及进行而产生的。5.根据右图简述C元素对于相区形成的作用，并分析其中包含的脆化现象。答：Cr:缩小相区,wCr12, 不发生相关转变;强铁素体形成元素.wr100,都可以形成铁素体.80，脆化（）铁素体475,475脆化（）铁素体低铬的铁素体和高铬的铁

12、素体1 简述铸铁凝固特点、石墨化过程及影响因素.答:石墨化第一阶段:1）共晶铁液中直接析出初生石墨(一次石墨）;L-C2）共晶过程形成共晶石墨; PC3)奥氏体冷却析出二次石墨； C4)渗碳体分解析出的石墨（包括一次渗碳体、共晶渗碳体和二次渗碳体）;石墨化比较充分； Fe3C-C石墨化第二阶段:1）共析转变形成的共析石墨）共析渗碳体分解析出的石墨;影响主要因素:铸铁的化学成分、结晶及冷却过程中的冷却速度.2 铝合金焊接性的主要问题有哪些？答: 铝合金焊接接头软化严重，强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍； 铝合金表面易产生难熔的氧化膜（AO3 其熔点为26 ) ,这就需要采用大功率密度的

13、焊接工艺； 铝合金焊接容易产生气孔； 铝合金焊接易产生热裂纹; 线膨胀系数大,易产生焊接变形； 铝合金热导率大（约为钢的4 倍) ，相同焊接速度下，热输入要比焊接钢材大2 倍。3利用贫化理论分析不锈钢晶间腐蚀机理，并指出如下现象符合那种贫化理论、析出物是什末？(iii) 铝铜合金晶间腐蚀：(iv) 镍钼合金晶间腐蚀:答:晶界存在着显著的化学、物理不均匀性。在腐蚀介质中金属和合金的晶界的溶解速度和晶粒本身的溶解速度是不同的。在某些环境中，晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时,会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀，称为晶间腐蚀 .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。沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微,晶间腐蚀（介质和应力作用)是应力腐蚀的先导。 不锈钢晶间腐蚀:贫铬理论;析出Cr3C6 铝铜合金晶间腐蚀：贫铜理论-析出Cul2 镍钼合金晶间腐蚀：贫钼理论析出Mo2C。简述铸铁白口和脆硬组织具体主要指那些？它们对铸铁焊缝有什末影响?答:白