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1、焊接工程基础复习大纲一、名词解释1.金属焊接性：金属是否是适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接性。 2.熔合比：焊缝金属中，局部熔化的母材金属在焊缝金属中(熔化母材的面积+填充金属的面积)所占的的比例。3.焊接热影响区：熔焊时在集中热源的作用下,焊缝两侧发生组织和性能变化的区域称为热影响区或近缝区。 4.焊接技术：是通过适当的手段使用两个分离的固态原子（分子）间结合而成为一体的连接方法。5.合金过渡：把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆焊金属） 中去的过程，又称为焊缝金属合金化。6.焊接热循环：在焊接热源的作用下,焊件上某一点的温度随时间的变化过程叫作焊接热循环。(在
2、焊接过程中热源沿焊件的某一方向移动，焊件上热源热量所及的任一点的温度都要经历低到高的升温阶段，达到峰值后又经历高到低的降温阶段，这个过程就成为焊接热循环)7.焊条的熔敷系数：单位时间内单位电流所能熔敷在焊件上的金属重量称为熔敷系数。8.电弧的磁偏吹：当焊丝（条）轴线周围的磁场强度均匀，亦即磁力线的分布在焊条（丝）轴线周围是均匀的时候，电弧能保持轴向位置。但是在实际焊接过程中，由于种种原因，这种磁力线分布的均匀性可能受到破坏，而使电弧偏离焊丝（条）轴线方向，这种现象称为磁偏吹。（当焊接电弧中有电流通过的时候，在其周围将产生磁场，在正常情况下，磁场在电弧轴线四周的分布是对称的，因此电弧才能保持一定
3、的挺度。如果某种原因磁场分布的均匀性受到破坏，使电弧四周受力不均匀，电弧就会偏向一侧，这种自身磁场不对称，促使电弧偏离焊条轴线的现象，称为焊接电弧的磁偏吹。）9.阴极清理作用：直流反极性氩弧焊时，钨棒为正极，工件为负极，工件表面温度较高的斑点处发射电子，并形成阴极斑点区，加之正离子轰击工件表面，使表面氧化膜破碎气化而除去，就叫阴极清理作用。（惰性气体中的电弧在以金属板（丝）为阴极的情况下，阴极斑点在金属板（丝）上扫动，除去金属表面上的氧化膜，使其露出清洁金属面，称作电弧的阴极清理作用或氧化膜的破碎作用。）10.短路过渡：短路过渡主要用于直径1.6mm以下的细丝CO2气体保护焊，采用低电压、小电
4、流焊接工艺。由于电压低，电弧较短，熔滴尚未长成大滴时即与熔池接触而形成短路液桥，在向熔池方向的表面张力及电磁收缩力的作用下形成过渡。（短路过渡是指焊条(或焊丝)，端部的熔滴与熔池短路接触，由于强烈的过热和磁收缩作用，使熔滴爆断，直接向熔池过渡的熔滴过渡形式。这种形式主要用在焊条电弧焊中。）（红色部分为网上解释）填空1、常见的焊接裂纹一般分为:按裂纹分布的走向分：横向裂纹、纵向裂纹、星形（弧形裂纹）按裂纹发生部位分：焊缝金属中裂纹、热影响区中裂纹、焊缝热影响区贯穿裂纹按产生本质分类：热裂纹（高温裂纹）、再热裂纹（消除应力处理裂纹）、冷裂纹、层状撕裂、应力腐蚀裂纹PS：热裂纹：结晶裂纹、高温液化裂
5、纹、多边化裂纹冷裂纹：延迟裂纹、淬硬脆化裂纹（淬火裂纹）、低塑性脆化裂纹2、在焊接过程中，有关液态熔渣的结构，目前有两种理论：分子理论和 离子理论。PS：分子理论与离子理论分子理论是以对凝固熔渣进行相分析和化学分析的结果为依据，要点如下：1)液态熔渣由自由氧化物及其复合物的分子组成；2)氧化物之间成盐反应服从质量作用定律；3)只有自由氧化物才能与金属作用；4)各氧化物之间的化学亲和力可近似用生成复合物时的热效应来衡量；5)液态熔渣是理想的熔体-服从理想溶液定律离子理论依据熔渣电化学性质，要点如下：1)熔滴是由简单和复杂的离子组成的中性溶液。；2)离子的分布，聚集和相互作用取决于它的综合矩；3)
6、液态熔渣与金属之间相互作用的过程是原子与离子交换电荷的过程。3、导致被焊金属产生冷裂纹的主要原因：钢种化学成分的影响、拘束应力的影响、氢的有害影响、工艺影响4.常见的几种焊接方法的工艺参数，焊接缺陷等。 钨极氩弧焊 等离子弧焊接 CO2气体保护电弧焊 熔化极氩弧焊 埋弧焊 TIG焊: 惰性气体钨极保护焊(非熔化极惰性气体保护焊) MIG焊:惰性气体金属极电弧焊(熔化极惰性气体保护焊) MAG焊:活性气体金属极电弧焊(熔化极活性气体保护焊)5.金属焊接性评定一般从哪些方面进行评定：焊接过程、接头质量、接头使用性能。6.合金钢，铸铁，耐热钢，奥氏体钢，铝合金等有色金属在焊接中存在的主要问题。(见课
7、本)7.常有的熔滴过渡方式有：根据外观形态，熔滴尺寸以及过渡频率等特征，熔滴过渡通常可分为三大类：自由过渡、接触过渡、渣壁过渡。PS；由于焊接方法不同以及工艺条件的差异，可以进一步细化分为：颗粒过渡（大颗粒过渡、排斥过渡、细滴过渡）、射流过渡（射滴过渡、射流过渡、旋转过渡）、爆炸过渡、短路过渡、搭桥过渡、沿渣壳过渡、沿药皮筒过渡。8.焊缝中的偏析主要有：显微偏析（枝晶偏析）、宏观偏析（区域偏析）、层状偏析。9.导致焊缝产生热裂纹的原因：焊缝中杂质和拉应力的存在、焊缝终端部位温度的变化、焊接线能量的影响。10.常见的焊接变形种类：收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形。三、简答1. 有色
8、金属及合金在焊接过程中存在的主要问题及采取的措施。铝铝合金：问题：焊缝中的气孔、焊接热裂纹、接头等强性（化学活泼性强使表面氧化形成的难熔氧化膜、导热性强是焊接时造成不融合现象。）措施：a、弧柱气氛中的水分，焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分都是焊缝气体中氢的来源，因此焊接前必须严格清理，并合理选择焊接工艺，防止气孔的产生；b、生产中常采用调整焊丝成分和采用合理的焊接工艺来防止热裂纹的产生；c、热处理或时效缓解。铜及铜合金：问题：焊缝成形能力差、气孔倾向严重、焊缝及热影响区热裂倾向、接头性能下降。措施：a、选择大功率、高能量密度的熔焊方法；b、选用低氢焊剂，焊前清理与烘干；c、加入一定量的脱氧元
9、素，加强熔池脱氧过程；d、用预热等方法使熔池缓冷，创造有利于躯体析出的条件；e、严格限制焊缝中的杂质含量，选择双相组织的焊丝，细化焊缝晶粒，是易熔共晶分散，调整焊缝成分。钛及钛合金：问题：气体等杂质污染而引起的焊接接头脆化、焊接接头裂纹、焊缝气孔措施：a、采用高纯度（99.99%）氩气的氩弧焊，焊枪采用拖罩，复杂零件在充氩箱内焊接；b、采用与母材完全相等成分的焊丝进行氩弧焊接；c、焊前对工件接头附近表面认真机械清理、酸洗和水洗；d、选择合适焊接规范。2. 焊缝中产生气孔的主要原因和防止措施。（见材料成型原理P328）答：产生原因：焊接过程中焊接材料中有机物的分解和燃烧产生的气体、碳酸盐分解产生
10、的气体、除水反应生成的气体、周围空气中的气体、表面吸附的气体、金属及熔渣蒸发产生的金属气体等气体在熔池凝固时来不及溢出从而留在焊缝中形成气孔。防止措施：焊前对工件表现严格清理，烘干和预热；合理的选择焊接方式和焊接材料；焊前对焊材进行烘干等有利减少气体的处理；合理设计焊接工艺过程，严格控制焊接工艺条件；合理的加入一定量脱氧、脱氢、脱氮元素。3. 如何通过调整焊接工艺改善焊缝性能。答：采用以下措施：（1） 振动结晶。熔池凝固震动结晶可以细化晶粒，使组织均匀，减少应力。（2） 焊后热处理。焊后热处理可以改善整个焊接接头的组织，可以充分发挥焊接结构的潜在性能。因此一些重要的焊接结构焊接后都要进行热处理
11、。但对一些复杂的大型焊接结构采用整体热处理有很大的困难，常采用局部热处理来改善接头的性能。多层焊接。多层焊接可以减少焊接变形，减少焊接应力。锤击焊道表面。消除焊接应力。跟踪回火处理。每焊接完一道焊缝立即用气体火焰加热焊道表面，温度控制在900-1000左右。采用跟踪回火处理，不仅改善了焊缝的组织，同时改善了整个焊接区的性能，因此焊接质量有显著的提高。 4. 合金过渡的目的及方法。5. 焊缝脱氧的目的和原则。答：目的：（1）、防止力学性能下降。随着氧含量的增加，金属的强度、塑性、韧性都明显下降，特别是冲击韧度急剧下降。（2）、防止物理化学性能变差。氧会使焊缝导电性、导磁性、抗腐蚀性下降。（3）、
12、防止合金元素烧损。（4）、防止产生CO气孔使焊接工艺性能变差，如CO会造成熔池沸腾，产生飞溅，还会引起电弧不稳。原则：（1）、纯化焊接材料（2）、控制焊接工艺（3）、冶金方法脱氧6.焊缝中产生夹杂的危害和防止措施。答：危害：（1）、降低焊缝力学性能，特别是疲劳性能和韧性；（2）、降低熔池金属液的流动性，使焊不透；（3）、焊接应力集中；（4）、焊缝凝固时由于收缩率不同产生裂纹。防治措施：（1）、加溶剂。在熔池液态金属表面覆盖一层溶剂，上浮的夹杂物被吸附而聚集在一起，容易清除。（2）焊前认真严格清理工件，纯化焊接材料。7.焊接与热处理相比，具备哪些特点。答：（1）、热源的运动性。焊接热源相对工件是
13、不断移动的； （2）、焊接过程包含了化学冶金过程；（3）、焊接热过程的瞬时性。加热快、导热迅速。（4）、热源的局部集中性。热源加热范围比热处理小得多。四、分析题1试举例比较碱性焊条和酸性焊条的工艺性能。（见材料成型技术基础134页，自己举个例子）2.试分析焊接冷裂纹产生的主要原因及防止措施。（见材料成型原理321页）3.试分析合金钢的焊接工艺特点热轧、正火钢:适合于各种焊接方法，主要根据材料的厚度、产品的结构和具体施工条件选择合适的工艺参数。低碳调质钢：主要作为高强度的焊接结构用钢，含碳量较低，在热影响区内存在脆化、软化问题4.试分析铸铁的焊接工艺特点灰铸铁：.焊接接头易形成白口铸铁和高碳马氏
14、体组织（淬硬组织）2.焊接接头易形成裂纹球墨铸铁：其白口化倾向和淬硬倾向比灰铸铁更严重，同时因其强度、塑性、韧性高于灰铸铁，对焊接接头的力学性能要求也相应提高。蠕墨铸铁：焊接接头形成白口倾向比球铁小，比灰铁大，力学性能高于灰铁但低于球铁。白口铸铁：白口铸铁的焊补修复引起国内外的广泛重视，存在的主要问题是：产生裂纹及剥离、耐磨性的要求等，白口铸铁硬脆，焊接性极差，补焊一般用于厚大件的修复，常用两种焊条：BT-1、BT-2，前者用于熔敷焊缝底层，后者用于工作层。焊接的主要工艺要点是：焊前认真清理、分块孤立堆焊、底部采用大电流、焊后锤击等。5.试分析有色金属的焊接工艺特点铝及铝合金：1.从物理性能看：采用集中热源，保证熔合良好；采用垫板和夹具，保证装配质量和防止焊接变形。2.从化学性质看：焊前加强清理、焊接过程中加强保护、焊后彻底清理。3.接头形式及坡口准备：原则是能保证充分去除氧化膜、减小焊接应力、保证焊缝外形尺寸。铜及其合金：难熔合及易变形、焊接热裂纹、气孔、焊接接头力学性能和导电性能的变化。钛及其合金：钛及其合金在焊接过程中存在的主要问题：.污染引起的接头脆化.焊接相变引起的性能变化.焊接裂纹.气孔
