材料焊接复习题参考

一、填空题1.在某型号铝合金活塞激光-TIG复合焊接工艺中，已知：激光功率P1=3kW；热效率η1=0.9；TIG焊接的电压U=15.4V，电流I=138A；热效率η2=0.78；则复合焊接过程中的功率比为：_0.6139__(1分)。(TIG在前，保留四位有效数字)2.再热裂纹：SR处理或高温下长期工作(500~700℃)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-FeS、Fe-Fe3P、Ni-Ni3P、Ni-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Mn/S+C(1分)作为判据。4.HAZ过热粗晶区包括两种脆化：①、晶粒长大引起的脆化(1分)；②、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HAZ韧性的前提下，线能量尽量大。6.焊接工艺中预热的作用是：①促使焊接区氢充分逸出；②降低冷却速度；后热的作用：①消氢；②降低冷速；③韧化HAZ、焊缝组织。7.铸铁中C的存在形式包括石墨和Fe3C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QT400-18表明：抗拉强度为：≥400；延伸率：18%。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（Fe-FeS、Fe-Fe3P、Ni-Ni3P、Ni-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Mn/S+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.稀土元素对铸铁焊接热裂纹形成作用：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2个例子即可)。19.焊接工艺中预热的作用是：①促使焊接区氢充分逸出；②降低冷却速度；后热的作用：①消氢；②降低冷速；③韧化HAZ、焊缝组织。20.焊接热效率（weldingheatefficiency）：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；η）P=η•P0。21.已知：激光焊接过程的有效功率P，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：P/S。22.给出如下材料焊接属于的中文对照：multipasswelding：多道焊；multilayerwelding：多层焊；TIG/GTAW：钨极氩弧焊接；MIG/GMAW：熔化极气体保护焊接；23.一般地，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：220~250℃；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2~3mm处24.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25.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；26.从组织的角度讲，促进热影响区脆化的影响因素包括：魏氏组织、难熔质点的熔解、混合组织、淬硬组织、热应变脆化等。27.孕育铸铁所采用的孕育剂为：硅铁；硅钙。28.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。29.石墨的英文为：Graphite用G表示。30.影响铸铁石墨化的主要因素：铸铁的化学成分、结晶、冷却速度。31.在给定的下列元素中，C、S、P、V、Si、Al、Ni、Mo、Cr、Mn、Cu，促进石墨化的元素为：C、Si、P、Al、Ni、Cu；阻碍石墨化的元素为：S、V、Cr、Mo、Mn。32.铸铁的焊接性表现在：焊接接头容易出现白口、淬硬组织、裂纹。33.铸铁的焊接接头主要包括如下几个区：焊缝区、半熔化区、奥氏体区、部分重结晶区和碳化物石墨化与球化区、母材区。34.铸铁焊缝冷裂纹的形成主要原因是：热应力。35.铸铁焊缝冷裂纹的裂纹源为片状石墨的尖端位置。36.FeS与Fe的低熔点共晶物熔点为988℃；Ni-Ni3S2低熔点共晶物熔点为644℃；Ni-Ni3P熔点为880℃。37.影响镍基焊缝热裂纹倾向的冶金因素主要有：低熔点共晶物的数量多少及其熔点高低，焊缝合金系统及其结晶温度区间的大小。38.铸铁异质焊条可以分为铁基合金、镍基合金及铜基合金三大类。39.热焊的预热温度范围600～700℃；半热焊预热范围是300～400℃；预热目的是：促进石墨化和增加塑性。二、定义解释1.热焊、半热焊二、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：（1）固溶强化，solutionstrengthening，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400～500℃或700～800℃进行沉淀硬化处理，可获得很高的强度。（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（4）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：①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；②铝合金表面易产生难熔的氧化膜（Al2O3其熔点为2060℃），这就需要采用大功率密度的焊接工艺；③铝合金焊接容易产生气孔；④铝合金焊接易产生热裂纹；⑤线膨胀系数大，易产生焊接变形；⑥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2～4倍。氢气孔的形成原因，氢的来源及影响因素为：1）类型：析出型（氢气孔）2）原因：①液态金属吸氢能力提高，凝固［H］↓→H2气泡↑②铝的导热↑→冷却速度↑→H2气泡上浮数量↓③铝的比重↓→H2气泡上浮速度↓3）来源：①弧柱气氛中的水②焊丝和母材表面氧化膜吸附的水③焊丝和母材本身含有的氢④保护气体中的氢和水分4）影响因素①弧柱气氛中的水的影响Al+3H2O=Al2O3+6H或Al+3H2O=Al（OH）3+3H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：MIG＞TIG②氧化膜中水分的影响（焊丝、工件）：焊丝氧化膜：MIG＞TIG母材氧化膜：MIG＜TIG③焊接工艺的影响TIGE↓：I↑，V焊接↑↑→tH↓→减少氢的溶入，I↑→根部熔合↑MIGE↑：I↑，V焊接↓→tH↑→气泡上浮↑极性：TIGAC；MIGDCRP改变弧柱气氛：加入氧化性气体（CO2、O2）例如Ar+0.3％O2MIG√TIG×（W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Cr23C6•铝铜合金晶间腐蚀：贫铜理论-析出CuAl2•镍钼合金晶间腐蚀：贫钼理论-析出Mo2C4．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。