1. 第一章 1、 、 氮对焊接质量的影响 ? (1). 有害杂质 (2). 促使产生气孔 (3). 促使焊缝金属时效脆化。 。 影响焊缝含氮量的因素及控制措施? 1 )、机械保护 2) 、焊接工艺参数 ( 采用短弧焊; 增加焊接电流; 直流正接高于交流,高含 于直流反接(焊缝含 N 量); 增加焊丝直径;N% ,多层焊> 单层焊;N% ,小直径焊条> 大直条 径焊条 3) 合金元素( 增加含碳量可降低焊缝含氮量; Ti 、Al 、Zr 和 和 稀土元素对氮有较大亲和力 2. 、氢对焊接质量的影响 ? 1 ). 氢气孔 2) 、白点 3) 、氢脆 4) 、组织变化和显微斑点 5) 、产生冷裂纹 控制氢的措施? 1) 、限制焊接材料的含氢量,药皮成分 2) 、严格清理工件及焊丝:去锈、油污、吸 附水分 3) 、冶金处理 4) 、调整焊接规范 5) 、焊后脱氢处理 3、 、 氧对焊接质量的影响 ? 1 )、差 机械性能下降;化学性能变差 2 )、生 产生 CO 气孔, 合金元素烧损 3 )、 工艺性能变差 应采取什么措施减小焊缝含氧量? 1) 纯化焊接材料 2) 控制焊接工艺参数 3) 脱氧 4.CO2 保护焊焊接低合金钢时,应采用什么焊丝,为什么? 答:采用高锰高硅焊丝,原因:(1)Mn,Si 被烧损;(2)Mn ,Si 联合脱氧。 5. 既然熔渣的碱度越高,其中的自由氧越多,为什么碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条焊缝含氧量低? 答:L=(FeO)/[FeO] T ↑L ↓ ,焊接温度下 L>1 同样温度下,FeO 在碱性渣中比酸性渣中更容易向金属中分配 含 在熔渣含 FeO 量相同的情况下,碱性渣时焊缝含氧量比酸性渣时多。 然而 碱性焊条的焊缝含氧量比酸性焊条低 碱性焊条药皮的氧化势小的缘故 6 为什么焊接高铝钢时,即使焊条中不含 SiO2 ,只是由于水玻璃作粘结剂焊缝还会严重增硅? 答:Al 和 和 O 的亲和力比 Si 和 和 O 的亲和力大,Si 烧损少,水玻璃中的 Si 能大量的过渡到金属中。 7. 为什么酸性焊条用锰铁作为脱氧剂,而碱性焊条用硅铁、锰铁和钛铁为脱氧剂? 含 答:酸性焊条含 SiO2 多,与 MnO2 (脱氧产物)形成复合氧化物,,降低 O 含量,使渣中MnO2 含量降低,浓度降低,从而使熔敷金属中的氧化物向渣中过渡,达到脱氧的目的。 中 在碱性渣中 MnO 的活度系数较大,不利于锰脱氧而碱性渣中 Si 的脱氧效果较好, 硅的脱氧能力比锰大,但生成的 SiO2 熔点高,不易聚合为大的质点,SiO2 与钢液的界面张力小,润湿性好,不易从钢中分离,易造 成夹杂锰和硅按适当比例加入金属中进行联合脱氧时可以得到较好的脱氧效果. 物 优点:脱氧产物 MnO · SiO2 熔点低,比重小,易聚成球,浮到渣中去,减少焊缝夹杂物[Mn]/[Si]=3 ~7 时效果最佳 8. 综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。 答:1 )氧化问题:碱度大,则含 SiO2 等酸性氧化物就少,使 FeO 的活度大,容易向金含 属中扩散,使焊缝增氧。因此在熔渣含 FeO 含量相同的情况下碱性渣的焊缝含氧量比酸性渣多。 2 )脱氧问题:碱性渣中 MnO 活度较大,不利于 Mn 脱氧,且碱度越大,Mn 的脱氧 效的 果越差;在酸性渣中含有较多的 SiO2 等酸性氧化物,与脱氧产物 MnO 生成复合物MnO.SiO2 等,从而使 MnO 活度减小,因此脱氧效果较好。 3 )脱硫问题:碱度大,则 MnO ,CaO 等碱性氧化物就多,从而与系统中的硫形成 CaS等不溶于钢液的物质,有利于脱硫。 4 )脱磷问题:增加熔渣的碱性可减少焊缝中的含磷量。酸性渣脱磷效果较差。 5 )合金过渡问题:熔渣碱度增加,如合金氧化物为酸性,则过渡系数减小,即合金元素在熔敷金属中的量减少;反之,如为碱性,则过渡系数增加,合金元素在熔敷金属中的量增加。 第二章 1. 焊条的工艺 性能包括哪些方面? 1) 焊接电弧的弧定性( 稳弧性) 2) 表面成型 3) 在各种位置焊接适应性4) 脱渣性5) 飞溅 6)度 焊条的熔化速度 7) 药皮发红问题 8) 焊条发尘量 2, 低氢型焊条为什么对铁锈、油污、水份很敏感? 同样温度下,FeO 在碱性渣中比酸性渣中更容易向金属中分配 含 在熔渣含 FeO 量相同的情况下,碱性渣时焊缝含氧量比酸性渣时多 含 碱性渣含 SiO2 、TiO2 等酸性氧化物较少,FeO 活度大,易向金属中扩散,使焊缝增氧  第三章 1. 试述氢气孔和 CO 气孔的形成原因,特征以及防止措施: 答 答: 氢气孔 形成原因: 高温时氢 在熔池和熔滴金属中的溶解度急剧下降,特别是液态转为从 固态时,氢的溶解度发生突变,可从 32ml/100g 下降至 10ml/100g 。因焊接熔池冷却很快,当结晶速度大于气饱逸出速度时就会形成气孔。 特征:喇叭口形的表面气孔 控制氢的措施 :1 1) ) 、限制焊接材料的含氢量,药皮成分 2) 、严格清理工件及焊丝:去锈、油污、吸 附水分 3) 、冶金处理 4) 、调整焊接规范 5) 、焊后脱氢处理 CO 气孔, 形成原因:进行冶金反应时产生了相当多的不溶于金属的气体,如 CO. 特征:焊缝内部,呈条虫状,表面光滑 制 控制 CO2 的措施: 冶金 方面(1 )降低熔渣的氧化性;(2 )适当增加焊条药皮和焊剂的氧化性组成物(3 )焊条用前进行烘干处理,并尽可能消除焊材上的铁锈和氧化皮等。 工艺方面:(1 )正确选择焊接工艺参数;(2 )选合理的电流种类和极性,一般直流反接时气孔最小;(3 )工艺操作得当。 2 用一分为二的观点分析夹杂物对焊缝性能的影响? 答 答: (1 )氧化物- 焊接过程中溶池脱氧不完全; 氧化物以片状出现时诱发热裂纹,在母材中也易引起撕裂,但同时也能改善熔渣的物理化学性质。(2 )氮化物- 焊接过程保护不好;氮化物会使焊缝的强度提高、塑性和韧性下降,但弥散分 布的氮化物在不损失韧性的条件下可以大幅度的提高强度,从而使钢具有良好的力学性能。(3 )硫化物- 焊条含 药皮或焊剂中的硫化物经冶金反应后转入熔池;母材或焊丝含 S 量过高。含 S 极低时会的 引起开裂,微量的 S 化物弥散分布时,具有溶 H 的作用,降低了 H 的有害作用,提高了抗裂性能。 3, 焊缝中夹杂产生的原因及防止措施? 答 答: 原因:(1 )氧化物- 焊接过程中溶池脱氧不完全;(2 )氮化物- 焊接过程保护不好;(3) )硫化物- 焊条药皮或焊剂中的硫化物经冶金反应后转入熔池;母材或焊丝含 S 量过高。措施:(1 )正确选择焊条、焊剂,使之更好脱氧脱硫 ;(2 )选择正确的焊接参数,以利于熔渣的浮出;(3 )多层焊中,应消除前层焊缝的熔渣;(4 )焊条适当摆动,以便熔渣浮出;(5 )操作时注意保护熔池,防止空气浸入 4.用 用 H08A 焊丝和 HJ431 焊剂埋弧焊自动焊沸腾钢时,虽仔细除锈但还常出现气孔,试分析原因,应采取何种措施防止? 后 答:沸腾钢脱氧不完全的碳素钢。一般用锰铁和少量铝脱氧后, 钢水中还留有高于碳氧平衡的氧量, 与碳反应放出一氧化碳气体。因此, 在浇注时钢水在钢锭模内呈沸腾现象 象, 故称为沸腾钢。因沸腾钢脱氧不充分,同时合金元素被烧损,焊接时易出现 CO气孔([C]+[O]=CO,[FeO]+[C]=CO+Fe ),提高焊丝中 Mn ,Si 含量进行脱氧。 5. 某厂焊带锈低碳钢板,采用“J423” 焊条时一般不出现气孔,但采用 E4315 时总出现气孔,分析原因? 是 答:出现的是 CO 气孔,这是因为 J423 为酸性焊条,它里面含较多的 SiO2 ,SiO2和 能和 FeO 反应,生成稳定的(SiO2.FeO ),从而降低了 FeO 的活度,所以 CO气孔很少。E4315 焊条熔渣的氧化性比 J423 焊条的大, 而随熔渣氧化性的增加,CO 气孔的倾向增加,H2 气孔的倾向减小,但因钢板生锈,气孔主要是 CO 气 气孔,所以“J423” 焊时一般不出现气孔而 4315 出现气孔。 6. 某厂用 E5015 焊条焊接时,在引弧和弧坑处产生气孔,分析其原因,并提出解决办法? 答 答: 合理引弧和收弧是防止出现气孔的措施之一, 使用低氢焊条往往容易在引弧和收弧处出现内部和表面气孔, 其解决办法:1).缝 引弧点最好选在离焊缝 10mm 左右的待焊部位 上电弧引燃后移至焊缝起点处, 稍作停留, 预热约 1-2s, 然后沿焊缝方向进行正常焊接; 更换焊条时, 应在弧坑前 10-15mm 处引弧, 电弧引燃后, 再移到弧坑处, 使弧坑处充分熔化并填满后再继续施焊。2). 熄弧时 时, 要尽量把电弧压短一些,电弧在收尾处稍作停留, 且改变焊条角度回焊一小段后拉断电弧。 7. 如何提高焊缝金属的韧性。 答 答: (1 )焊缝金属的固溶强化和变质处理 a ) Mn 、Si 一方面使焊缝金属充分脱氧,另当 一方面提高焊缝的抗拉强度。当 Mn=0.8-1.0%,Si=0.10-0.25% 时,得到细晶和针状铁素体组织,具有较好的韧性。b) 适当的 Nb 和 V 可提高焊缝韧性;通过固溶, 推迟 A →F转变, 抑制 GBF 和 和 FSP, 利于形成 AF 。c ) Ti 和 B 同时存在可提高焊缝韧性。Ti 和 和 O亲和力比较大,形成细小的(TiO )细化 晶粒。Ti 保护 B 不被氧化,B 偏聚 A 晶界,抑制 制 GBF 和 和 PF ,利于形成 AP 。d ) M0 可提高焊缝的强度及韧性。M0<0.2% 时,A→ →F 转变温度提高, 形成 PF; ;M0>0.5%, 时, A →F 转变降低, 形成上 B ;合适量 0.2-0.35%,形成细晶铁素体.e )稀土可脱氢、脱氧、脱氮,改变夹杂物形态,提高韧性,减少裂纹 总之,Mn 、Si 固溶强化;Ti 、B 、Zr 、Re变质处理;V 、Nb 、Mo 二者兼有。 ( (2 )调整焊接工艺改善焊缝的性能 振动结晶,焊后热处理,多层焊接,锤击焊道表面,跟踪回火处理。 第四章 1. 建立焊接条下 件下 CCT 有何重要意义? 过 答:通过 CCT 图可得到在不同的冷却速度下的组织, 即估计组织,同时预测性能。 这样在大量钢种出现之前, 可预先估计热影响区的组织性能, 或作为制定工艺, 焊接线能量的依据. 2. 焊接热影响区产生脆化有几种,如何防治? 答 答: (1 )粗晶脆化,焊接过程中由于受热的影响程度不同,在 HAZ 靠近熔合线附近和小 过热区将发生严重的晶粒粗化。可以通过降低线能量,降低峰值温度以及减小 t8/5 等方含 法来降低晶粒大小,从而减少粗晶脆化。可以通过加入含 N,C 化合物的合金元素,阻碍晶界迁移,抑制晶粒长大。 ( (2 )组织脆于 化:是由于 HAZ 区出现 M-A 组元(伴有粒状贝氏体)、上贝氏体、粗大的魏氏组织,以及“ 组织遗传” 等脆性组织所造成。 为 主要分为 1 )M-A 组元脆化:高 C 奥氏体转变成的高 C 马氏体和残余奥氏体的混合物;2 )析出脆化:时效和回火过程中,非稳定固溶体析出 C,N 化合物等而使金属或合金的强度、硬度、脆性提高。3 )遗传脆化,由组织遗传引起的脆化。对于 M-A 组元脆化,进 可以采用较大或较缓冷却速度,增加合金化程度或者采用低、中温回火促进 M-A 分解等措施来防止。 对于析出脆化,可以选择合适的时效时间,增大析出物间距,促进位错运动等措施 来防止。对于遗传脆化,可以通过降低调制钢的脆硬倾向和缓慢加热或冷却来防治。 ( (3 ).HAZ 的热应变时效脆化 1) 静应变时效脆化 2) 动应变时效脆化(200 -400 度温度范围的预应变所产生的时效脆化:特征:蓝脆)。可以通过选择合适的线能量、预热温度及层间温度等来预防。 3. 焊接热影响区的韧化? 要补充!!!!! 1 、 母材的原始组织, 组织上希望得到针状铁素体,下贝氏体或低碳马氏体组织 2 、韧化处理 焊后热处理 量 工艺参数:线能量 E 过大 出现粗大的铁素体甚至魏氏组织; 过小 出现淬硬组织 4 焊接结晶裂纹的形成机理及防 治措施? 答 答:(1) 产生结晶裂纹原因:a) 液态薄膜:在焊缝金属凝固结晶的后期,低熔点共晶物被排挤在晶界,形成一种所谓的“ 液态薄膜” 。