焊接冶金原理作业讲评(二))教程.doc

1、焊接接头的形成要经历加热、熔化、冶金反应、 熔池凝固 、固态相变五个阶段。 2、结晶的驱动力与过冷度成 正比 ，过冷度越大，结晶的驱动力就越大。 3、液态薄膜是结晶裂纹形成的内因，拉伸应力是裂纹形成的必要条件。 4、手工电弧焊时有三个反应区：药皮反应区、熔滴反应区 和熔池反应区。 5、焊接溶池凝固与一般铸锭凝固相比，具有以下特点：（1）体积小；（2）过热度高；（3）熔化和凝固同时进行。 6、测得熔渣的化学成分为：SiO2 25.1%, TiO2 30.2%, CaO 8.8%, MgO 5.2%, MnO 13.7%, FeO 9.5%, Al2O3 3.5%，计算得B2为-1.16，则该熔渣为 酸性 渣。 7、 同种钢材焊接时，焊条选用要求焊缝金属与母材强度相等 ，熔敷金属的抗拉强度应等于或稍高于母材，合金成分与母材相同或接近 。 8、改善焊缝金属性能的途径有很多，主要是焊缝就是固溶强化、变质处理（向焊缝中添加合金元素）、调整焊接工艺。 9、焊缝中气孔的形成过程是由形核、长大和 上浮 三个相互联系而又彼此不同的阶段构成。 10、硫在熔池凝固时容易发生偏析，以低熔点共晶的形式呈片状或链状分布于晶界。因此增加了焊接金属产生结晶裂纹的倾向，同时还会降低冲击韧性和抗腐蚀性。控制硫的主要措施：(1)限制焊接材料中的含硫量；(2)用冶金方法脱硫。 1．焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？ 答：（1）焊接材料：焊条药皮、焊剂及焊丝药芯中造气剂。直接输送进入焊接区。 （2）热源周围的气体介质：不可避免，侵入焊接区（真空除外） （3）焊丝和母材表面上铁锈、油污、氧化铁皮以及吸附水等（直接输送） （4）焊接过程中所进行物化反应产生气体。 2.试述熔池在结晶过程中，晶粒成长方向与晶粒主轴成长的平均线速度和焊接速度的关系。 答：熔池结晶过程中，晶粒成长方向与最快散热方向一致，垂直于结晶等温面；因结晶等温面是曲面，晶粒成长方向的主轴必然弯曲，并指向焊缝中心。晶粒成长的平均线速度R和焊接速度V的关系为：R=Vcosθ，θ为R和V的夹角。 3.低合金钢焊缝组织CCT曲线如图，写出在No.2、No.7和No.9室温下的焊缝组织和硬度值。 答： No.2的焊缝组织为：AF+B+M，硬度值为HV278； No.7的焊缝组织为：PF+FSP+P，硬度值为HV140； No.9的焊缝组织为：PF+FSP+P，硬度值为HV123。 4.如何防止焊缝中夹杂物的产生？ 答：①防止焊缝中产生夹杂物最重要的措施就是正确选用焊条和焊剂，使其更好地脱氧、脱硫等。②采用适当的焊接工艺操作，如选用适宜焊接工艺参数，以利于熔渣的浮出；③多层焊时，应注意清除前层焊缝的熔渣；④适当摆动焊条，注意保护熔池以免空气侵入。 5.焊接热循环不同于热处理过程的特点是什么？ 答：焊接热循环和热处理都是金属材料先升温再降温的过程，但两者不同之处在于焊接热循环具有以下特点：①加热温度高，一般超过Ac3以上100～200℃；②加热速度快：热源强烈集中，加热速度比热处理快几十至几百倍。③高温停留时间短，在Ac3以上保温的时间很短（一般手工焊约为4～20s，埋弧焊时30～100s），而热处理的可以根据需要任意控制保温时间。④焊后一般在自然条件下连续冷却，个别情况下才进行焊后保温或焊后热处理。而热处理可以根据需要控制冷却速度，或是在冷却过程中的不同阶段进行保温。⑤局部加热：焊接组织转变是在应力作用下进行的，并且转变的过程是不均匀的。 6、液化裂纹和多边化裂纹在本质上的有何区别？ 答：液化裂纹是被焊金属中低熔点共晶被重新熔化，在拉伸应力的作用下沿奥氏体晶界发生开裂引起的。液化裂纹主要发生在含S、P、C较多的镍铬高强钢、奥氏体钢以及某些镍基合金的热影响区或多层焊层间部位。而多边化裂纹则是在高温和应力作用下，晶格缺陷发生移动和聚集，形成二次边界，即所谓“多边化边界”。因边界上堆积了大量的晶格缺陷，故在高温下处于低塑性状态，只要有轻微的拉伸应力，就会沿多边化的边界开裂，产生所谓“多边化裂纹”。多边化裂纹多发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中或热影响区。这种裂纹是由于晶格缺陷移动聚集，而与低熔点共晶无关，这是它与液化裂纹本质的不同。 7.认读 6Mn钢焊接热循环峰值温度为1300℃时的CCT曲线图。（对比图3-55） 8、简述CO气孔的形成原因、特征及如何防止。 答：① CO气孔主要是在焊接碳钢时，由于冶金反应产生了大量的 CO，CO不溶于金属；②在结晶过程中，熔池金属的粘度不断增大，CO不易逸出，很容易被围困在晶粒之间，特别是在树枝状晶体凹陷最低处产生的 CO 更不易逸出。③ CO产生这种反应是吸热过程，会促使凝固加快，因而由 CO 形成的气泡来不及逸出时便产生了气孔。