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李1.何谓焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区分为哪些区段？各区段对焊接接头性能有何影响？减小热影响区的办法是什么?答案：(1)焊缝两侧的母材，由于焊接热的作用，其组织和性能发生变化的区域。(2)过热区、正火区、部分相变区。(3)过热区：晶粒粗大，塑性和韧性下降；正火区：金属发生重结晶，强度、塑性和韧性提高，且优于母材；部分相变区：晶粒大小不一，力学性能比正火区稍差。(4)①小电流、快速焊接；②采用先进的焊接方法；③焊前预热、焊后热处理（正火）。2.产生焊接应力和变形的原因是什么？焊接应力是否一定要消除？消除焊接应力的办法有哪些？答案：（1）焊件局部不均匀加热和冷却，膨胀和收缩受到牵制，相关部位产生焊接应力并出现变形。（2）只要有焊接就会有焊接应力，但是，并不是所有的焊接件都需要消除应力的。是否需要消除焊接应力主要取决于焊接件的要求，一般，如果是连接焊缝，由于焊缝受力不大，就不需要；但是如果是工作焊缝，焊缝承受载荷较大，如压力容器，就需要消除应力。（3）a.设计时，焊缝不要密集交叉，截面和长度也应尽可能小；b.焊前预热（150℃~350℃）；c.焊后热处理（去应力退火）；d.合理选择焊接顺序；e.反变形法。3.现有直径500mm的铸铁齿轮和带轮各1件，铸造后出现图示断裂现象。曾先后用E4303（J422）焊条和钢芯铸铁焊条进行电弧焊冷焊补，但焊后再次断裂，试分析其原因。请问采用什么方法能保证焊后不开裂，并可进行切削加工？答案：主要原因是：J422为结构钢酸性焊条，焊缝韧性差，焊芯含碳量较低，不符合焊条同成分及等强度原则。而对于钢芯铸铁焊条冷焊，其焊接应力较大，易在热影响区形成白口组织，焊后会发生断裂。采用热焊工艺，镍基铸铁焊条或铜基铸铁焊条，焊前预热，焊后缓冷，并尽快进行热处理的方法能保证焊后不开裂，并可进行切削加工。4.如图所示三种工件，其焊缝布置是否合理？若不合理，请加以改正。（A）（B）（C）答案：焊缝的布置：（1）焊缝布置应尽量分散；（2）焊缝的位置应尽量对称布置；（3）应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；（4）应尽量避免机械加工便面；（5）焊缝位置应便于焊接操作。此外，焊缝应尽量放在平焊位置，尽可能避免仰焊焊缝，减少横焊焊缝等。（A）不合理，应尽量避免机械加工便面。（B）不合理，应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；应尽量避免机械加工便面。（C）不合理，焊缝布置应尽量分散；焊缝的位置应尽量对称布置；应尽量避开最大应力断面和应力集中位置。5.焊接梁材料为20钢。现有钢板最大长度2500mm。请确定腹板与上下翼板的焊缝位置，选择焊接方法，画出各条焊缝的接头形式，并制订装配和焊接次序。图《金属工艺学》邓文英郭晓鹏上册第五版P191复习题（4）答案：（1）焊接位置的选择a.焊缝避免交叉密集；b.焊缝尽量对称分布；c.焊缝避开最大应力和应力集中处；d.考虑板材规格，确定拼接方式。综上所述，焊接位置：中心应力最大不布置焊缝，焊件左右对称抵消焊接变形，板材拼接时焊缝不交叉密集。(2)焊接方法:大批量生产时翼板和腹板分别采用埋弧焊焊接然后用焊条电弧焊连在一起，焊接筋板时同样用焊条电弧焊，小批量生产全部使用焊条电弧焊。(3)设计接头形式○1翼板腹板分别用对接接头拼接，然后T形接头组装，筋板同样采用T形接头。同时注意翼板和腹板、翼板和筋板厚度不同，为避免较大应力集中，焊接前在翼板开凹槽;○2焊接筋板时在与腹板翼板相交处避免应力集中应有倒角(4)焊接次序焊接时首先将翼板腹板各自焊接起来（下翼板还需先弯曲），然后将上翼板与腹板焊在一起，焊接时注意前后对称的焊，以免变形，再将下翼板与腹板焊接同样注意前后对称焊接，最后焊接筋板，焊接时前后对称左右对称焊接，抵消变形量。此外，每条焊缝焊接时采用对称法安排顺序。