金属工艺设计学(热加工)(含答案)

1、铸造、填空题(本题共 20个空，每空一分，共二十分)1. 通常把铸造方法分为 砂型铸造 和特种铸造 两类2. 特种铸造是除 砂型铸造 以外的其他铸造方法的统称,如压力铸造、 离心铸造 金属型铸造 熔膜铸造及连续铸造等。3. 制造砂型和芯用的材料，分别称为 型砂和芯沙，统称为造型材料。4. 为保证铸件质量，造型材料应有足够的 强度，和一定耐火性、透气性、退让性、等性能。5. 用芯沙和芯盒制造型芯的过程叫造芯。6. 为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由浇口杯 内浇道 横浇道直浇道组 成。7.落沙使用手工或机械使铸件或型砂、砂箱分开的操作。二、单向选择题(每小题一分)1. 下

2、列使铸造特点的是A成本高B2. 机床的床身一般选A铸造B锻造3. 造型时上下型的结合面称为A内腔 B型芯4. 型芯是为了获得铸件的A外形 B 尺寸 C5. 造型时不能用嘴吹芯砂和A型芯B工件6. 没有分型面的造型是A整体模造型B适应性广精度高 D(B铸件质量高(焊接冲压内腔芯头分型面表面型砂砂箱分开模造型C三箱造型D熔模造型7. 冒口的主要作用是排气和A熔渣 B补缩 C结构需要8. 浇铸时产生的抬箱跑火现象的原因是A浇铸温度高B浇铸温度低9. 把熔炼后的铁液用浇包注入铸腔的过程时A合箱 B 落砂 C10. 铸件上有未完全融合的缝隙，A裂缝 B 冷隔 C11. 落砂后冒口要A清除 B 保留 C1

3、2. 制造模样时尺寸放大是为了A留收缩量B留加工余量C13. 型芯外伸部分叫芯头，作用是A 增强度 B工件需要C形成工件内腔 D定位和支撑芯子14. 手工造型时有一工具叫秋叶，作用是清理 D接头处边缘圆滑是错型 D浇铸保留但修毛刺防沙粒进入铸型未压紧砂眼D喷丸处理C为开气孔(D(A造型需要 D取模方便(D修平面 C 修凹的曲面A.砂B15. 芯盒用来造A模样 B 造型芯 C冒口16. 铸件厚断面出现不规则孔眼，孔内壁粗糙是A气孔 B 渣眼 C17. 熔炼铁液时加溶剂作用A溶铁 B稀释熔渣C18. 成批大量铸造有色金属铸件选A砂型铸造B 压力铸造19. 金属型铸造比砂型铸造尺寸精度A高 B 低

4、C20. 下列铸件尺寸最高的是A砂型铸造B、简答题1、铸件有那些特点？适应性广，生产成本低，铸件质量低，形状和尺寸精度也低。砂眼 D催化剂相同金属型铸造2、铸件常见缺陷有哪些？气孔，缩孔, 眼和砂眼D 起模芯砂缩孔提供热量熔模铸造(金属型铸造(A无法比较C 压力铸造 D(C 无法比较裂纹，冷隔，夹砂和沾沙，错型和错芯，渣锻压一、填空题1 锻压是锻造和冲压 的总称。2按锻造的加工方式不同，锻造可分为锻 等类型。3自由锻造的基本工序主要有 _ 弯曲、切断- 和 机器锻造 。4冲压的基本工序可分为两大类，一是5根据胎模的结构特点，胎模可分为 和合模等。6分离工序是指使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分

5、离的冲压工序，主要有 、冲孔、落料、切口等。二、单项选择题1下列是自由锻造特点的是A精度高 B 精度低C生产效率高 D2下列是锻造特点的是(，A省料 B 生产效率低C降低力学性能3下列是模锻特点的是(A成本低 B 效率低 C 操作复杂 D4锻造前对金属进行加热，目的是A提高塑性 B 降低塑性C增加变形抗力 D5空气锤的动力是(BA空气B电动机C活塞D曲轴连杆机构6.为防止坯料在镦粗时产生弯曲，坯料原始高度应小于其直径A1倍 B 2 倍 C 2.5 倍 D 3 倍自动锻膜锻胎膜镦粗、拔长_.、等，自由锻造按使用设备不同,、冲孔、又可分为手工锻造_成型工序，二是分离工序摔子、 扣膜、套膜(B )大

6、批量生产A )DD适应性差)尺寸精度高(A )以上都不正确)切断7镦粗时，坯料端面、应平整并与轴线A垂直 B 平行 C 可歪斜 D以上都不正确8圆截面坯料拔长时，要先将坯料锻成（C ）A圆形 B八角形C方形D 圆锥形9利用模具使坯料变形而获得锻件的方法（C）A机锻B手工自由锻 C 模锻 D胚模锻10锻造前对金属毛坯进行加热温度太高，锻件（C ）A质量好 B 质量不变 C 质量下降D 易断裂11.在终锻温度以下继续锻造，工件易（BA.弯曲 B 变形 C 热裂 D 锻裂12冲孔时，在坯料上冲下的部分是（D ）A成品 B 废料 C 工件 D以上都不正确13使坯料高度缩小，横截面积增大的锻造工序是（B

7、 ）A冲孔 B 镦粗 C 拔长D弯曲14.板料冲压时（B ）A需加热 B不需加热C 需预热 D以上都不正确15冲床的规格是（C ）A冲压力大小表示B滑块与工作台距离表示C 电动机效率 D 以上都不正确16.落料冲下来的部分是(A )A废料 B 制件 C废料或制件D）以上都不正确17拉深是(B )A自由锻造工序B成型工序C分离工序D 模锻18切割常用工具是(C )A钢锯B冲床C锤击剁刀D冲模19扭转是(A )A锻造工序B 冲压工序 C 模锻D胎模锻20.拉深是使用的模是(D )A胎模B 模板 C冲裁模D成型模三简答题1、镦粗时的一般原则是什么？为了防止坯料在镦粗过程中弯曲，坯料的原始高度应小于其

8、自身直径的 2.5倍。坯料端面应平整病垂直于轴线。如果高度高于直径之比太 多，或者锤击力不足，则会产生双鼓型。2、 锻造前坯料加热的目的是什么？提高塑性和降低变性抵抗力，随着温度的升高，金属 的塑性提高，但加热温度过高，质量会下降，甚至产生废品。焊接一、填空题1. 焊接按焊接的过程特点可分为熔焊_、压焊_、钎焊、三大类2. 焊条电弧焊使用设备是电弧焊机，常用的电焊机有 弧焊变压器 弧焊整3. 焊条由 药皮 和焊芯-两部分构成4. 面罩是用来遮挡 弧光和飞溅的 金属。5. 按焊缝在空间所处的位置不同，有平焊、立焊、仰焊 和横焊 之分。6.气焊中焊接火焰有三种形式，即中性焰氧化焰和 碳化焰O7.

9、埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，有 之分。8. 按所有、用气体的不同，气体保护电弧焊有_护焊等。二、选择题1 下列符合焊接特点的是(C )A设备复杂 B成本高 C可焊不同类型的金属材料2 下列是熔焊的方法的是A电弧焊 B 电阻焊 C 摩擦焊3 利用电弧作为热源的焊接方法是A熔焊B气焊 C压焊4 直流弧焊正接法用与焊A铸铁B有色金属 C自动半自动氩弧焊焊缝密封性差.氧化碳气体保火焰钎焊钎焊薄件 D(D )厚件5 焊接时尽可能将工件置放的焊接位置是A立焊 B 平焊 C 横焊 D 仰焊 6焊接时，为防止铁水下流，焊条直径一般不超A1mm B2mm C 10mm D 4mm7焊接时，电焊电流

10、主要根据A焊接方法选B焊条直径选C焊接接头选8焊接时，向焊缝添加有益元素，有益元素来源于A焊芯 B 药皮 C 空气9 焊条E4303中43表示A焊条直径B焊条长度10焊接时形成熔池来源于A工件熔化B 焊条熔化11焊芯作用描述正确的是 A作为电极B 保护电缝D 工件坡口选(B )( 熔敷金属抗拉程度(C )焊条和工件熔化(C 向焊缝添加有益元素直流焊条D12焊接时，焊条横向摆动，目的是A形成窄的焊缝 B13气焊时常用气体是A二氧化碳B 氩气14气焊常用于焊A厚板件 B薄板件15 气焊时，回火保险器A氧气瓶出气口16气焊时火焰不易点燃，原因是A氧气量过多 B乙炔量过少 C乙炔量过多17氩弧焊主要用

11、于焊A长直焊缝 B 不锈钢C大直径环状焊缝 D18焊前对可焊性差的工件进行A退火 B 淬火 C 回火 D 预热形成宽的焊缝 CD 以上都不正确A )D以上都不正确、(B )D 是引弧方法C 氧气 DC 高熔点金属 興一般装在B 乙炔瓶出气口C焊透工件(C )空气(B )D 以上都不正确(B )两种瓶出气口都可以 D装在焊拒上(A )D 氧气量过少(B )以上都不正确(D )三、简答题1焊条电弧焊焊前选的工艺参数有那些焊条直径，焊接电流，焊接速度3、气焊的主要设备是什么氧气瓶，乙炔瓶，减压器，回火保险器，焊具18、熔焊、压焊和钎焊的实质有何不同？解：熔焊的实质是金属的熔化和结晶，类似于小型铸造过

12、程。压焊的实质是通过金属欲焊部位的塑性变形，挤碎或挤掉结合面的氧化物及其他杂质，使其纯净的金属紧密接触，界面间原子间距达到正常引力范围而牢固结合。钎焊的实质使利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件。19、焊条药皮由什么组成？各有什么作用？解：1 ）稳弧剂 主要使用易于电离的钾、钠、钙的化合物，如碳酸钾、碳酸钠、大理石、 长石和钾（或钠）水玻璃等，以改善引弧性能，提高电弧燃烧的稳定性。2）造渣剂 其组成是金红石、大理石、钛百粉、长石、菱苦土、钛铁矿、锰矿等，其主要作用是在焊接过程中形成具有一定物化性能的熔渣覆盖于熔池的表面，不让大气侵入熔池，且有冶金作用。3）造气剂 用

13、糊精、淀粉、纤维素等有机物，或碳酸钙等无机物做造气剂。这些物质 在电弧热的作用下分解出 CO和Ha等气体包围在电弧与熔池周围，起到隔绝大气、保护熔滴 和熔池的作用，并影响熔滴过渡。4）脱氧剂 主要应用锰铁、硅铁、钛铁、铝铁和石墨等，脱去熔池中的氧。锰铁还兼 起脱硫作用。5）合金剂 主要应用锰铁、硅铁、铬铁、钼铁、钒铁和钨铁等铁合金，向熔池中渗入 合金元素，使焊缝得到必要的化学成分。6）粘结剂 常使用钾、钠水玻璃。将上述各种药皮成分按配比制成粉末，有粘结剂调 和后牢固地涂在焊芯上，从而制成焊条。20、酸性焊条和碱性焊条在特点和应用上有何差别？ 解：酸性焊条碱性焊条熔渣呈酸性熔渣呈碱性保护气体是

14、H2与CO占50%左右保护气体是CO与 CO, H2V 5%因此称低氢焊条电弧稳定，可用交流或直流焊接药皮中氟化物恶化电弧稳定性，需用直流焊接， 药皮中增加稳弧剂后，方可交直两用焊接电流大，焊缝成形好，但熔深较 浅焊接电流较小（10%）、焊缝成形稍差、易堆咼， 熔深较深可长弧操作，要求不严须短弧操作，电流适当，否则产生气孔对水锈产生的敏感性不大，焊条在焊前经150200 C烘干1小时即可， 若不吸潮，可不烘干对水锈产生气孔的敏感性较大，焊条在使用前应经300350 C烘干12小时，而后放保温筒中 保存使用熔渣呈玻璃状，易脱渣熔渣呈结晶状，坡口第一层脱渣较困难焊接时烟尘较少焊接时烟尘稍多，产生

15、HF有读性气体，应加强 通风药皮成分氧化性强、易腐蚀有用合药皮成分有还原性、合金烧蚀少，合金兀素过渡金，合金兀素过渡性差效果好脱硫、脱磷能力差，抗裂性差有较多CaO脱硫、脱磷能力强，抗裂性好焊缝中含氢量高，易生“白点”，影 响塑性焊缝中含氢量低焊缝常温冲击韧度一般焊缝常温、低温冲击韧度较咼用于般钢纟口构，生产率冋用于锅炉压力容器的受压兀件与正要结构21、与手弧焊相比，埋弧自动焊有什么特点？解：埋弧自动焊与手弧焊相比，有以下特点：(1 )生产率高 埋弧自动焊使用的光焊丝可通过较大的电流( 100A以上)，能得到计较高 的熔敷速度和较大的熔深；焊丝很长，卷成盘状，焊接过程中连续施焊，节省了更换焊条

16、的时间。所以，它比手弧焊的生产率提高 510倍。(2) 焊接质量高而且稳定埋弧自动焊焊剂供给充足，电弧区保护严密，熔池保持液态时间较长，冶金过程进行得较为完善，气体和杂质易于浮出，同时，焊接规范自动控制调节，所以，焊接质量高而稳定，焊缝成形美观。(3) 节省焊接材料对于较厚的焊件(3025mm,可不开坡口，一次焊透，焊丝填充 量减少，节约了由于加工坡口而消耗的金属材料；而且没有焊条头的浪费，飞溅很少。(4) 改善了劳动条件埋弧自动焊看不见弧光，焊接烟雾很少。焊接时，只要焊工调 整管理埋焊机就自动进行焊接。由于以上特点，埋弧自动焊在工业生产中已得到广泛应用，它最适于焊接批量较大的长直焊缝和较大直

17、径的环形焊缝。但埋弧焊也有不足之处， 如焊短焊缝和曲折焊缝时，不如手弧焊灵活；在焊接位置上仅用于平焊；对于狭窄位置及薄板焊接，埋弧自动焊也受到一定限制。22、CO焊和氩弧焊各有什么特点？解：CO2焊有以下特点：(1) 成本低 可采用廉价易得的 CO气体代替焊剂或药皮，焊接成本仅是埋弧焊或手弧焊 的40%左右。(2) 生产率高 自动送进焊丝，电流密度大，电弧热量集中，熔深比手弧焊大，可减少施焊层数和角焊缝焊角尺寸，焊后没有熔渣，节省了清渣的时间， 可比手弧焊提高生产率13倍。(3) 操作性好 CO2焊是明弧焊，清楚地看到焊接过程，容易发现问题而及时调整，并 且象手弧焊一样灵活，适于各种焊接位置。

18、(4) 质量较好 选用合适的焊丝并注意操作时，焊接质量还是比较好的。由于电弧在 压缩下燃烧，热量集中，因而变形和产生裂纹的倾向较小。焊接薄板时，由于气焊。但是，CO的氧化作用时熔滴飞溅较为严重，因此，焊缝成形不够光滑。另外，焊接烟 尘较大，弧光强烈；如果控制不当，很容易产生气孔。氩弧焊特点：(1) 由于用惰性气体保护，所以适用于焊接各类合金钢、易氧化的有色金属，以及锆、钼 等稀有金属。(2) 氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，而且成形美观，焊接变形 小。(3) 明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。(4) 钨极脉冲氩弧焊可焊接 0.8mm以下的薄板及某些异重金属。23、电渣

19、焊的特点是什么？解：(1 )可一次焊成很厚的焊件这样能改变重型机器制造的工艺过程，用铸一焊、锻一焊的复和结构，来代替巨大的铸造或锻造整体结构，节约大量的金属材料和铸、 锻设备的投资。(2) 生产率高、成本低 焊接厚度在40mm以上的焊件时，不需开坡口，只要使焊接端面之 间保持2535mm的间隙就可一次焊成。(3) 焊缝金属比较纯净电渣焊的熔池保护严密，而且液态保持的时间较长，因此冶金过程进行的比较完善， 熔池中的气体和杂质有较充分的时间浮出。由于冷却条件，焊缝金属的结晶方向也利于排出低熔点杂质，故焊缝金属不易产生气孔、夹渣等缺陷。(4) 适于焊接中碳钢与金属构钢焊缝区焊后冷却速度较慢，焊接应力

20、小，对于焊接 碳当量较高的钢材不易出现淬硬组织，因而适于焊接塑性较差的中碳钢与合金结构钢。但因焊缝区在高温停留时间较长，晶粒粗大，因此，一般都要进行焊后热处理，如火处理，以改善其性能。24、等离子弧是怎样得到的？解：等离子弧是通过三种压缩效应得到的。(1) 热收缩效应当钨极与焊件之间的电弧通过水冷喷嘴时，受到喷嘴孔壁及不断流过的等离子气流的冷却作用，弧柱外围温度较低，导电截面缩小，电流集中于弧柱中心通过，其密度大大增加。(2) 机械压缩效应电弧通过喷嘴的细孔时受到的压缩作用。(3) 电磁收缩效应电弧可看成是一束平行的 “导线”，其中通过同一方向的电流，其自身磁场所产生的电磁力，使这些导线互相吸

21、引靠近，弧柱又进一步被压缩。25、请说明激光焊的特点及其适用场合。解：激光焊的特点(1) 加热过程极短(以毫秒记)，精度高，热影响小，变形小，可在大气中焊接，而不需气 体保护或真空环境。(2) 激光束可用反光镜改变方向，焊接过程中不用电极去接触焊件，因而可以焊接一 般点焊工艺难以焊到的部位。(3) 激光可对绝缘材料直接焊接。焊接异种金属材料比较容易，甚至能把金属与非金 属焊接在一起。(4) 功率小，焊接厚度受到一定限制，主要用于焊接0.5mm以下的金属板材和直径为 0.6mm以下的金属线材。激光焊的应用激光焊特别适用于焊接微型、密集排列、精密、受热敏感的工件。大功率二氧化碳气体介质激光器的连续

22、激光焊，能成功地焊接不锈钢、硅钢、铝、镍、钛等金属及其合金。26、点焊两件薄厚不同或导热性不同的焊件时，应怎样进行焊接？解：点焊两件厚度不同的焊件时，由于厚件内部电阻较大，产生较多的热量；而薄件内 部电阻较小，产生较少的热量。另一方面，两焊件间的接触面离电极的距离也不同：厚件一边离电极的表面较远，散热较少；而薄件一边则相反，散热较多，结果使熔核偏向厚件。当 两焊件的厚度差别愈大，则偏向也愈大，甚至使熔核全部在厚件内，从而使焊接完全失效。 至于两焊件的导热性不同时，导热性好的材料可作为薄件看待。焊接时，应在厚件一边采用工作表面直径或球面半径较大的电极，在薄件的一边则相反；或在薄件一边采用电阻较大

23、的电极，而厚件一边采用电阻较小的电极。27、等离子弧切割与气割相比有什么特点？试述其应用。解：利用等离子弧可迅速将金属欲切部位熔化并立即吹掉而形成切口，与气割相比，等离子弧切割的特点是：切口窄、切割边质量好、切割速度快、热影响区小及变形小。等离子弧切割主要用于气割所不能切割的材料，如不锈钢、高合金钢、铸铁、铜、铝及 其合金以及非金属。28、焊接接头有几个区域？各区域的组织性能如何？ 解：焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。（1）焊缝 焊缝金属的结晶形成柱状的铸态组织，由铁素体和少量珠光体组成。焊接时，熔池金属受电弧吹力和保护气体的吹动，使熔池底壁的柱状警惕成长受到干扰，因此，柱状晶体呈倾

24、斜层状，晶粒有所细化。又因焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰和硅等合金元素的含量可能比母材金属高，所以焊缝金属的性能不低于母材。（2）熔合区 该区被加热到固相线和液相线之间，熔化的金属凝固成铸态组织，而未熔化的金属因加热温度过高而成为过热的粗晶粒，致使该区强度、塑性和韧性都下降，并引起应力集中，是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地。 在低碳钢焊接接头中， 熔合区虽然很窄， 但在很大程度上决定着焊接接头的性能。（3） 热影响区由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区又分为过热区、正火区和 部分相变区。1）过热区 焊接热影响区中，具有过热组织火晶粒明显粗大的区域，称为过热区。过 热区被加热到Ac3以上1

25、00200 C至固相线温度区间， 奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织， 因而该区的塑性及韧性降低。对于易淬火硬化的钢材，此区脆性更大。2） 正火区 该区被加热到 AC3至AC3以上100200C之间，金属发生重结晶，冷却后得 到均匀而细小的铁素体和珠光体组织（正火组织），其力学性能优于母材。3） 部分相变区 该区被加热到Ac1Ac3之间的温度范围内，材料产生部分相变，即珠光 体和部分铁素体发生重结晶，使晶粒细化；部分铁素体来不及转变，具有较粗大的晶粒，冷 却后致使材料晶粒大小不均，因此，力学性能稍差。29、阐述产生焊接应力和变形的原因。如何防止和减小焊接变形？解：金属材料具有热胀冷缩的基本属性。由于焊件在焊接过程中是局部受热且各部分材料冷却速度不同，因而导致焊件各部分材料产生不同程度的变形，引起了应力。焊接时局部加热是焊件产生应力与变形的根本原因。防止与减小焊接变形的工艺措施（1） 反变形法用试验或计算方法，预先确定焊后可