金属材料成形基础作业4(1)

1、1. 1. 按照实现焊接过程手段的不同，焊接方法可分为按照实现焊接过程手段的不同，焊接方法可分为熔化焊、熔化焊、压力焊压力焊和和钎焊钎焊三大类。埋弧自动焊属于三大类。埋弧自动焊属于熔化焊熔化焊。2. 2. 手工电弧焊的焊条由（手工电弧焊的焊条由（1 1）焊条芯焊条芯和（和（2 2）药皮药皮两部分组两部分组成；（成；（1 1）的作用是）的作用是导电、导电、填充填充；（；（2 2）的作用是）的作用是机机械保护作用、械保护作用、 冶金处理作用、冶金处理作用、稳定电弧的作用稳定电弧的作用。金属材料成形基础作业（金属材料成形基础作业（4 4） 3 3焊接接头由（焊接接头由（1 1） 焊缝焊缝 和（和（2

2、 2） 焊接热影响区焊接热影响区 组成，组成，（2 2）又可分为）又可分为 熔合区熔合区 ， 过热区过热区 ， 正火区正火区 和和 部分相变部分相变区区 等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大的区域是等四个区域，其中对焊接接头性能影响最大的区域是熔熔合区合区和和过热区过热区 。 一、填空题一、填空题5. 5. 生产中常见的焊接变形形式有：生产中常见的焊接变形形式有：收缩变形、角变形、弯收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪形变形曲变形、扭曲变形、波浪形变形等五种。减小和预防焊接变等五种。减小和预防焊接变形的工艺方法有：形的工艺方法有：加裕量法、反变形法、刚性固定法、选择加裕量法、反变形法、

3、刚性固定法、选择合理的焊接次序合理的焊接次序等。矫正焊接变形的方法有：等。矫正焊接变形的方法有：机械矫正法机械矫正法和和火焰矫正法火焰矫正法。 4. 4. 焊接时，产生焊接应力和变形的主要原因是：焊接时，产生焊接应力和变形的主要原因是：在焊在焊接过程中，对工件进行局部加热和快速冷却。接过程中，对工件进行局部加热和快速冷却。 6. 6. 根据钎料熔点的不同，钎焊可分为：根据钎料熔点的不同，钎焊可分为：软钎焊和硬钎软钎焊和硬钎焊焊 两类，在焊接硬质合金车刀时，常用两类，在焊接硬质合金车刀时，常用硬钎焊硬钎焊 ；而在；而在焊接电器元件时，常用焊接电器元件时，常用软钎焊软钎焊。7 7焊接时往往都要对被

4、焊工件进行加热。熔化焊加热的目的焊接时往往都要对被焊工件进行加热。熔化焊加热的目的是是熔化母材和焊接材料熔化母材和焊接材料；压力焊加热的目的是；压力焊加热的目的是使母材处于塑使母材处于塑性状态性状态；钎焊加热的目的是；钎焊加热的目的是熔化钎料、润湿母材熔化钎料、润湿母材。8 8如图如图4-14-1所示为汽车传动轴，由锻件所示为汽车传动轴，由锻件(45(45钢钢) )和钢管和钢管(Q235(Q235钢钢) )焊接而成。大批量生产时，合适的焊接方法为焊接而成。大批量生产时，合适的焊接方法为COCO2 2气体保气体保护焊护焊 ；使用的焊接材料为；使用的焊接材料为焊丝焊丝H08MnH08Mn。9 9汽

5、车车轮由轮圈和辐板组成，材料均汽车车轮由轮圈和辐板组成，材料均为为Q235Q235钢，如图钢，如图4-24-2所示。大批量生产所示。大批量生产时，轮圈由卷板机卷成，再经时，轮圈由卷板机卷成，再经COCO2 2气体气体保护焊保护焊焊接而成；而轮圈与辐板则用焊接而成；而轮圈与辐板则用COCO2 2气体保护焊气体保护焊焊接连为一体，焊接材焊接连为一体，焊接材料为料为焊丝焊丝H08MnH08Mn 。1010焊接时一般都要对被焊区域进行保护，以防有害气体的焊接时一般都要对被焊区域进行保护，以防有害气体的侵入。手工电弧焊采用侵入。手工电弧焊采用熔渣熔渣保护；埋弧自动焊采用保护；埋弧自动焊采用焊剂焊剂 保护

6、；氩弧焊的保护措施是保护；氩弧焊的保护措施是氩气氩气保护；而在钎焊过程中则保护；而在钎焊过程中则利用利用熔剂熔剂来进行保护来进行保护。图4-2 汽车车轮 二、简答题与应用题二、简答题与应用题1 1. . 减少焊接应力的工艺措施有哪些？如何消除焊接应力？减少焊接应力的工艺措施有哪些？如何消除焊接应力？1 1）减少焊接应力的工艺措施：）减少焊接应力的工艺措施：（1 1）合理选择焊接顺序；（）合理选择焊接顺序；（2 2）锤击或碾压焊缝；）锤击或碾压焊缝；（3 3）采用小能量、多层焊；（）采用小能量、多层焊；（4 4）焊前预热、焊后缓冷。）焊前预热、焊后缓冷。2 2）消除焊接应力：焊后去应力退火）消除

7、焊接应力：焊后去应力退火 2. 2. 试分析焊接工人在焊接厚焊件时，为什么有时用试分析焊接工人在焊接厚焊件时，为什么有时用园头小锤对处于红热状态的焊缝进行敲击？园头小锤对处于红热状态的焊缝进行敲击？答：因为厚大焊件强度大，在焊接过程中不易变形，焊答：因为厚大焊件强度大，在焊接过程中不易变形，焊接应力较大，致使工件产生裂纹的倾向较大。所以在焊接应力较大，致使工件产生裂纹的倾向较大。所以在焊接过程中，常用园头小锤对处于红热状态的焊缝进行敲接过程中，常用园头小锤对处于红热状态的焊缝进行敲击，使其产生塑性变形，以减小应力，减小其产生裂纹击，使其产生塑性变形，以减小应力，减小其产生裂纹的倾向。的倾向。3

8、. 3. 焊接热影响区的宽窄对焊接接头的性能有什么影响？焊接热影响区的宽窄对焊接接头的性能有什么影响？如何减少和消除焊接热影响区？如何减少和消除焊接热影响区？答：答：1 1）焊接接头包括焊缝和焊接热影响区。热影响区）焊接接头包括焊缝和焊接热影响区。热影响区的宽窄对焊接接头的质量起着决定性的作用。热影响区的宽窄对焊接接头的质量起着决定性的作用。热影响区越宽，焊接接头产生裂纹的倾向越大，承载能力越差。越宽，焊接接头产生裂纹的倾向越大，承载能力越差。 2 2）减小和消除热影响区的方法有：减小和消除热影响区的方法有： 小电流、快速焊接；小电流、快速焊接； 采用先进的焊接方法；采用先进的焊接方法； 焊前

9、预热、焊后热处理（正火）焊前预热、焊后热处理（正火）4. 4. 钎焊与熔化焊相比，其焊接过程的实质有什么不同？钎焊与熔化焊相比，其焊接过程的实质有什么不同？钎焊时所用的熔剂起什么作用？钎焊时所用的熔剂起什么作用？答：答：1 1）熔焊是将被焊工件局部加热到熔化状态，彼此产生）熔焊是将被焊工件局部加热到熔化状态，彼此产生原子间的结合形成共同的接头，实现永久的连接。而钎焊是原子间的结合形成共同的接头，实现永久的连接。而钎焊是用低熔点的金属做钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点用低熔点的金属做钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点而低于母材熔点的温度，利用液态钎料湿润母材，填充接头而低于母材熔点的温度，

10、利用液态钎料湿润母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，冷却凝固后实现连接，其被焊工件间隙并与母材相互扩散，冷却凝固后实现连接，其被焊工件之间无原子间的结合。之间无原子间的结合。2 2）钎焊时所用熔剂的作用：钎焊时所用熔剂的作用： 清理作用清理作用去除表面氧化皮去除表面氧化皮 降低表面张力降低表面张力改善液态钎料对焊件的湿润性，增强改善液态钎料对焊件的湿润性，增强毛细管作用。毛细管作用。 保护作用保护作用5 5简述熔焊冶金过程特点及保证焊接质量的措施。简述熔焊冶金过程特点及保证焊接质量的措施。（1 1）熔焊冶金过程特点）熔焊冶金过程特点a. a. 熔池金属温度高于一般冶金温度；熔池金属温度高于一般

11、冶金温度；b. b. 熔池金属冷却快，处于液态的时间短；熔池金属冷却快，处于液态的时间短；c. c. 空气对焊缝的影响严重。空气对焊缝的影响严重。（2 2）保证焊接质量的工艺措施）保证焊接质量的工艺措施a. a. 减少有害气体进入熔池；减少有害气体进入熔池；b. b. 渗入合金元素；渗入合金元素；c. c. 清除已进入熔池的有害元素。清除已进入熔池的有害元素。6. 6. 铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属焊接的主要问题是铝及铝合金、铜及铜合金等有色金属焊接的主要问题是什么？在生产中常采取哪些措施解决这些问题？什么？在生产中常采取哪些措施解决这些问题？（1）铝及铝合金的焊接特点：）铝及铝合金的焊接

12、特点： 1 1）易氧化；）易氧化； 2 2）易产生气孔；）易产生气孔； 3 3）易变形开裂；）易变形开裂； 4 4）接头易软化。）接头易软化。采用采用氩弧焊氩弧焊、气焊、钎焊、电阻焊。气焊、钎焊、电阻焊。（2 2）铜及铜合金的焊接特点）铜及铜合金的焊接特点 1 1）难熔合；）难熔合； 2 2）易氧化；）易氧化； 3 3）易产生气孔；）易产生气孔； 4 4）易变形开裂；）易变形开裂；采用采用氩弧焊氩弧焊、气焊、钎焊、碳弧焊。气焊、钎焊、碳弧焊。7 7在焊接如图在焊接如图4-34-3所示的所示的T T字形截面梁时，由于焊缝位置分字形截面梁时，由于焊缝位置分布不对称，该件焊后易产生弯曲变形，请在原图

13、上用虚线画布不对称，该件焊后易产生弯曲变形，请在原图上用虚线画出该图可能弯曲后的焊件轮廓（即焊件的弯曲方向）。现拟出该图可能弯曲后的焊件轮廓（即焊件的弯曲方向）。现拟用火焰加热法矫正该变形，试在原图上标注出加热部位。用火焰加热法矫正该变形，试在原图上标注出加热部位。1 12 23 38 8现有厚现有厚4mm4mm，长，长1200mm1200mm，宽，宽800mm800mm的钢板的钢板3 3块，需块，需拼焊成一块长拼焊成一块长1800mm1800mm、宽、宽1600mm1600mm的矩形钢板，问如图的矩形钢板，问如图3-23-2所示的结构设计是否合理？若不合理，请予以改正。为所示的结构设计是否合

14、理？若不合理，请予以改正。为减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？减小焊接应力与变形，其合理的焊接次序应如何安排？焊接次序焊接次序：1 1 2 32 39 9用用30mm厚的厚的16Mn钢板焊接一直径为钢板焊接一直径为5m的容器。的容器。16Mn的的化学成分如下：化学成分如下：wc=0.12%0.20%； wSi=0.20%0.55%；wMn=1.20%1.60%；wP、S0.045。 (1)计算计算16Mn的碳当量；的碳当量； (2)判断判断16Mn的焊接性；的焊接性； (3)在常温下焊接时是否需要预热？预热温度应为多少在常温下焊接时是否需要预热？预热温度应为多少?（1）16Mn的成分取上限时：的成分取上限时：CE=0.2+1.6/6=0.47（2）16Mn焊接性较差。焊接性较差。（3）由于）由于16Mn的焊接性较差，焊件厚度又较厚，需焊前适的焊接性较差，焊件厚度又较厚，需焊前适当预热，以防止裂纹的产生。预热温度当预热，以防止裂纹的产生。预热温度150250 。10什么是焊接电弧？试画出焊接电弧的结构，并指出各什么是焊接电弧？试画出焊接电弧的结构，并指出各部分的名称、温度及热量分布。部分的名称、温度及热量分布。（1）焊接电