青岛科技大学焊接冶金学期末考试复习题及参考答案

青岛科技大学焊接冶金学复习题卷面满分：100分考核方式：闭卷超越高度一、名词解释(共5小题，每小题2分，共10分)。1.熔焊；2.喷射过渡；3.碱性焊条；4.显微偏析；5.高温液化裂纹；二、填空题(共20空，每空1分，共20分)。1.熔池的几何形状参数有、、3.低合金钢贝氏体包括V\)。4.焊缝中夹杂物的分类主要有、和。5.根据冷裂纹在焊接接头中的位置和形态，大体可以分为、、 三、分析题(共4小题，每小题10分，共40分)。1.熔滴过渡有几种形式?各有何特点?2.氧对焊接质量的影响。3.试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能和冶金性能。4.何谓焊接热循环?它有哪些特点?它的主要参数及其意义是什么?四、论述题(共2小题，每小题15分，共30分)。1.论述焊接加热及冷却过程中的组织转变特点。2.结合自己的理解，论述简述结晶裂纹的形成机理、影响因素。焊接冶金学试题答案喷射过渡：喷射过渡是指熔滴呈细小颗粒并以喷射状态快速通过电弧空间向熔高温液化裂纹：产生在近缝区或多层焊的层间，是由于母材含有较多的低熔点共晶，在焊接热源的高温作用下晶间被重新熔化，在拉应力作用下沿奥氏体晶2.药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。3.上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、条状贝氏体。6.完全淬火区、不完全淬火区、回火软化区。1.熔滴过渡有几种形式?各有何特点?(10分)(1)短路过渡：熔滴长大到和熔池金属接触，形后，电弧重新引燃。(3分)(2)粗滴过渡：熔滴呈粗大颗粒状向熔池自由过渡的形式。(2分)渡的形式。(3分)熔滴的过渡形式与焊接方法、药皮、焊条直径、电流、极性、焊工操作水平等有关。(2分)2.氧对焊接质量的影响。(10分)氧在焊缝中是有害元素，但在焊接过程中又是必须要利用的元素。(2分)(1)随着焊缝中氧含量的增加，其强度、塑性、韧性(尤其是低温冲击韧性)下降。(2分)(2)氧和熔池中的碳反应生成CO气体，造成飞溅和气孔。(2分)(3)烧损焊缝中的合金元素，降低焊缝金属的性能。(2分)(4)氧可以有效减少焊缝中的含氢量。(2分)3.试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能和冶金性能。(10分)酸性焊条：在焊条药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。这类焊条的特点是，工施焊。(4分)碱性焊条：在焊条药皮中含有多量碱性氧化物，同时含有氟化钙的焊条。该类焊条药皮中含有较多的大理石、萤石等成分，它们在焊接冶金反应中生成用碱性焊条焊成的焊缝金属具有较好的塑性和冲击韧性。承刚性较大的重要结构均采用碱性焊条施工。(6分)4.何谓焊接热循环?它有哪些特点?它的主要参数及其意义是什么?(10分)焊件上某一点经历的从低温到高温，又从高温降到焊接是一个不均匀的加热和冷却过程，并且焊缝不同部位所经历不一样，有不同的最高加热温度，所以焊接接头各点的组织、性能、应力和应变也不一样。(3分)(1)加热速度(wμ)(1分)焊接加热速度比热处理加热速度快得多。(2)加热的最高温度(T。)(1分)(3)相变温度以上停留的时间(tu)(1分)tH越长，越有利于奥氏体均质化。但晶粒也越易长大。(4)冷却速度(wc)和冷却时间(t₈s、tg、tio)(4分)tgs:焊缝从800℃冷却到500℃所用t₈:焊缝从800℃冷却到300℃所用的时间；tio:焊缝从T.冷却到100℃所用的时间。1.论述焊接加热及冷却过程中的组织转变特点。(15分)加热温度高：在热处理条件下，加热最高温度一般为950~1050,而焊接时熔合线附近的加热温度通常接近于金属的熔点(3分)加热速度快：热处理为了保证加热均匀和减少热应力，对加热速度做了较严格的限制。由于焊接采用的热源强烈集中，故加热速度比热处理要快得多，往往超过几十倍甚至几百倍。(3分)高温停留时间短：热处理时的保温时间可以根据需要确定，而焊接时由于热循环的特点，在AC₃以上的停留时间很短，一般焊条电弧焊为4~20s,埋弧焊为自然条件下连续冷却：热处理可以根据需要来控制冷却速度或在冷却过程的不同阶段进行保温。而焊接时，一般都在自然条件下连续冷却，冷却速度较快。(3分)局部加热：热处理时工件是在炉中整体加热，而焊机属于局部集中加热，温度分布不均匀，且随热源移动，局部加热区在不断向前移动，这势必在焊接区造成一个复杂的应力应变场。(3分)2.结合自己的理解，论述简述结晶裂纹的形成机理、影响因素。(15分)由于先结晶的固相金属较纯，后结晶的金属含杂质多，并富集在晶界。这些杂质容易形成低熔点共晶，最后被推向晶界，在晶粒之间形成一个液态薄膜。如果此时有拉伸应力存在就会产生裂纹。产生热裂纹的原因是晶间存在液态薄膜和在凝固过程中存在拉伸应力。(4分)因此焊缝能否产生结晶裂纹主要取决于：(1)脆性温度区T的大小：焊缝停留在这个温度段的时间越长，产生结晶裂纹的倾向就越大。Tg与焊缝化学成分、共晶的熔点及分布等有关。(Tg的大小)(2)脆性区内金属的塑性：Pin越小越易产生结晶裂纹。Pnn与焊缝化学成分、的大小)(2分)(3)在脆性温度区内的应变增长率：温度下降使收缩产生的拉伸应力增大，应变增长率也加大，容易产生结晶裂纹。应变增长率大小取决于金属的膨胀系的大小)(2分)产生热裂纹必须具备冶金因素(成分、偏析…)和力的因素(金属热物理性质、焊件拘束度、焊接工艺等)。(1分