焊接关键技术期末考试知识点总结.doc

知识点整顿
一、名词解释
1、焊接
两种或两种以上材质(同种或异种)，通过加热或加压或两者并用，来达到原子间结合而形成永久性连接工艺过程。
2、熔化焊
把焊接局部连接处加热至熔化状态形成熔池，待其冷却结晶后形成焊缝，将两某些材料焊接成一种整体一类焊接办法。
3、焊接化学冶金
重要发生在与焊缝相相应焊接区中，是金属、熔渣和气相在较高温度下发生冶金反映过程。
4、焊接物理冶金
对材料受焊后组织、性能、化学成分变化和产生缺陷因素进行进一步地分析，找出内在规律，探明材料受焊过程和受焊之后物理、化学及微观变化行为，为进一步提高焊接质量、防止各种焊接缺陷（特别是裂纹）提供理论根据。
5焊接热效率
焊接过程中，由电极（焊条、焊丝、钨极）与工件间产生强烈气体放电，形成电弧，温度可达6000℃，是比较抱负焊接热源。由热源所产生热量并没有所有被运用，而有一某些热量损失于周边介质和飞溅中。被运用热占发出热比例就是热效率。它是一种常数，重要取决于焊接办法、焊接工艺、极性、焊接速度以及焊接位置等。
6、焊接线能量
焊接过程中，电弧在单位焊缝长度上放出能量。
7、比热流
单位时间内通过单位面积传入焊件热能。
8、焊接材料
焊接时所消耗材料统称为焊接材料。指能填充焊缝、对焊缝起保护作用和冶金解决作用所有消耗材料。
9、飞溅
焊接过程中由熔滴或熔池中飞出金属颗粒。
10、焊条金属熔化速度（焊条金属平均熔化速度？）
在单位时间内熔化焊芯质量或长度。
11、焊接化学冶金反映区
焊接化学冶金过程是分区域(或阶段)进行，且各区反映条件差别很大。以手工电弧焊为例，分：药皮反映区，熔滴反映区、熔池反映区。
12、熔池
母材上由熔化焊条金属与局部熔化母材所构成具备一定形状液体金属。
13、熔合比
熔焊时，焊缝金属由填充金属和局部熔化母材构成，在焊缝金属中，局部熔化母材所占比例。
（：熔合比；：熔化母材面积；：填充金属面积）
14、熔渣
电焊条药皮，焊剂熔化形成金属及非金属氧化物及复合物，凝固后形成渣壳覆盖在焊缝上。
15、合金过渡
就是把所需要台金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属(或堆焊金属)中去过程。
16、联生结晶
依附在母材晶粒现成表面形成共同晶粒凝固方式。
17、枝晶偏析
指晶粒边界或一种晶粒内部亚晶界或树枝状晶晶枝之间偏析。
18、焊接缺欠
焊件典型构造上浮现一种不持续性，诸如材料或焊件在力学特性、冶金特性
或物理特性上不均匀性。
19、焊接热循环
焊接热过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度在焊接热流作用下,由低而高，达到最高值后，又由高而低随时间变化称为焊接热循环。
20、脆性温度区间
以低碳钢焊接为例熔池结晶第二个阶段“固液阶段”也称“脆性温度区”，其温度范畴即为脆性温度区间。在此区间易产生结晶裂纹，杂质较少金属区间温度范畴小，产生裂纹也许性也小；杂质多金属区间温度范畴大，产生裂纹倾向也大。
21、热裂纹
热裂纹是高温下在焊缝金属和焊接热影响区中产生一种沿晶裂纹，涉及结晶裂纹、高温液化裂纹和多边化裂纹。
22、多边化裂纹
产生温度低于固相线温度,存在晶格缺陷(位错和空位),物理化学不均匀性,在应力作用下,缺陷汇集形成多边化边界,使强度塑性下降,沿多边化边界开裂,多发生纯金属或单相奥氏体合金焊缝。
23、冷裂纹
温度区间在+100—-75℃下脆化而形成裂纹，重要是延迟裂纹，涉及焊趾裂纹、焊道下裂纹和根部裂纹。
24、再热裂纹
焊后再加热，消除应力退火，高温工作时500—600℃过程中产生裂纹称再热裂纹。
25、拘束度
相称于为使焊接接头根部间隙弹性位移单位长度时，单位长度焊缝所受力大
小。
26、应力腐蚀裂纹
金属材料在某些特定介质和拉应力共同作用下所产生延迟破裂现象称应力腐蚀裂纹。
二、简答题
1、几种形成焊接接头机理。
（一）熔化、再结晶→键合
外部热源把材料和填充熔剂熔化，在熔池产生物理化学反映，去除它一切杂质和氧化膜附加层，然后再结晶，相变，最后形成一种键结合。
（二）塑性变形→键合
其连接机理是两边加大压力，使这个材料产生塑性变形，挤出里边结合面杂质实现紧密连接，通过扩散和化学作用形成一种塑性变形为主连接接头接头接头。
（三）扩散→键合
一方面材料接触，加压，然后加热到高温，加热到多少温度，视不同材料而定，通过长时间扩散，原子间互相渗入最后形成键连接，这是扩散连接机理。
（四）润湿、溶解→键合
是钎焊连接机理，它是采用一种比母材熔点要低第三种金属，把这个金属加热，运用表面张力把它润湿到要被焊表面外面，这个润湿金属和要被结合面产生化学反映，实现去除氧化皮等等，同步运用毛细管填缝作用，也就是运用毛细管吸附作用，这个熔化第三种金属会填缝，钻到这两个结合面中间去，形成一种接头这个就是钎焊接头。
2、简述重要焊接办法及其分类。
①熔化焊：气焊、电弧焊、铝热焊、电渣焊、高能束焊等
②固相焊：电阻焊、扩散焊摩擦焊、超声焊、爆炸焊等
③钎焊：火焰钎焊、感应钎焊、电弧钎焊、高能束钎焊等
3、焊接重要成就。
①水利、电力方面：三峡水电站、核电站等
②桥梁和建筑方面：芜湖长江大桥、国家大剧院、上海卢浦大桥等
③造船业：造船总吨位等
④压力容器方面：千吨级热壁加氢反映器、600MW电站锅炉汽包等
⑤航天事业：嫦娥工程、天宫空间站等
⑥航空事业：大飞机项目等
⑦建筑业：美国采用了焊接技术建造了帝国大厦和金门大桥等
4、焊接接头构成及其形成过程。
构成：
①焊缝（是焊接接头最重要构成某些。对于熔焊而言，焊缝普通由熔化被焊材料和添加材料经凝固后所形成。）
②热影响区（由受到焊接热影响而未发生熔化母材所形成。只有超过了使母材组织和性能发生变化温度，并且为发生熔化某些才是热影响区。）
③熔合区（介于焊缝与热影响区之间相称狭小过渡区。）
④母材
形成过程：
（1）焊接热过程
（2）固-液态演变过程
（3）焊接化学冶金过程
（4）固态相变过程
5、简述焊条构成及其作用。
（1）焊芯—焊丝
作用：①导电,传导电流，维持电弧燃烧；②自身熔化，形成焊缝填充金属
（2）药皮
作用：①机械保护作用；②冶金解决作用；③工艺性能良好
6、药皮构成按功能分有哪些？
①稳弧剂；②造渣剂；③造气剂；④脱氧剂；⑤合金剂；⑥粘结剂；⑦增塑剂
7、焊条性能涉及哪些？
（1）工艺性能：焊条在使用操作过程中体现出来性能，是衡量焊条质量重要指标。涉及电弧与否稳定燃烧、焊接位置适应性、焊缝成形与否良好、焊接飞溅与熔敷效率、脱渣性、焊接烟尘及药皮发红等。
①焊接电弧弧定性(稳弧性)；②表面成形；③在各种位置焊接适应性；④脱渣性；⑤飞溅；⑥焊条熔化速度；⑦药皮发红问题；⑧焊条发尘量
（2）冶金性能：重要是指它对焊缝金属净化和合金化作用，该作用最后反映在焊缝金属化学成分、力学性能及防止缺陷形成能力等方面。
8、药芯焊丝有何特点？
（1）焊接飞溅小；
（2）焊缝成形美观；
（3）熔敷速度高于实心焊丝；
（4）可进行全位置焊接，并可以采用较大焊接电流。
9、焊接加热能量重要有哪几种？
（1) 电阻热:焊接电流通过焊芯时产生电阻热。危害：大电流、不锈钢焊接
（2) 电弧热:焊接电弧传给焊条端部热量。
（3) 化学反映热:药皮某些化学物质化学反映时产生热量。
10、焊接化学冶金与炼钢相比，在原材料方面和反映条件方面重要有哪些不同？
（1）原材料方面
普冶（炼钢）材料：矿石、焦炭、废钢铁等。
焊金材料：焊条、焊丝、焊剂等。
（2）反映条件方面
炼钢：金属熔炼加工过程，在放置特定炉中进行。
焊接化学冶金：金属在焊接条件下，再熔炼过程，焊接时焊缝相称高炉。
11、焊接区内气体重要来源是什么？它们重要成分是什么？
来源：
（1）焊接材料：药皮、焊剂、保护气体
（2）气体介质：空气
（3）焊丝和母材表面上油锈等杂质。
（4）金属和熔渣蒸发产气愤体
成分：

金属及熔渣蒸气
12、氮、氢、氧、硫、磷对焊接质量有哪些影响？
（1）氮：
长处：可以起到沉淀强化和细化晶粒作用。
损害：①促使焊缝产气愤孔；②氮可以减少焊缝塑性﹑韧性而使强度提高；③导致焊缝时效脆化。
（2）氢：
暂态现象：脆化、白点，经时效、热解决可消除
永久现象：气孔、变化组织、显微斑点、冷裂纹，不可消除
（3）氧：
①随着焊缝含氧量增长，焊缝强度﹑硬度﹑塑性和韧性明显下降；
②物理化学性能恶化；
③形成CO气孔；
④飞溅，破坏焊接过程稳定性；
⑤合金元素氧化损失。
（4）硫：
当硫以FeS形式存在时危害最大。FeS可无限溶解于液态铁中，但室温下在固态铁中溶解度很小，当熔池凝固时它即析出，形成Fe＋FeS或FeO+FeS等低熔点共晶。这些低熔点共晶不但增长了焊缝金属产生结晶裂纹倾向，同步也减少了焊缝冲击韧性和耐腐蚀性。
（5）磷：
磷在钢中重要以磷化物形式。磷与铁、镍可形成低熔点共晶，这些低熔点共晶在熔池迅速凝固状况下在晶界偏析，削弱了晶粒间结合力，也可增进热裂纹产生。此外，磷化铁硬而脆，它存在还会使焊缝金属冷脆性增大，即冲击韧性减少、脆性转变温度升高。
13、在焊接过程中熔渣起那些作用？
（1) 机械保护作用
（2) 改进焊接工艺性能作用
（3) 冶金解决作用
14、焊接过程中对熔融金属保护。
（1）渣保护：埋弧焊 电渣焊 不含造气成分焊条和药芯焊丝焊接
（2）气保护：气焊,MIG,TIG、C02、MAG
（3）气渣联合保护：具备造气成分焊条和药芯焊丝焊接
（4）真空保护：真空电子束焊接
（5）自保护：具有脱氧 脱氮剂自保护焊丝焊接
15、合金过渡目及方式。
（1）目:
①补偿合金元素损失;
②消除焊接缺陷，改进焊缝金属组织和性能;
③获得具备特殊性能堆焊金属。
（2）方式：
①应用合金焊丝或带极
②应用药芯焊丝或药芯焊条
③应用合金药皮或粘结焊剂
④应用合金粉未
16、熔池凝固特点。
（1）熔池体积小，冷却速度大
（2）熔池中液态金属处在过热状态
（3）熔池在运动状态下结晶
（4）原始成分不均匀，因熔池存在时间短而来不及均匀。
17、焊接接头与母材不同特点。
（1）由于两种以上金属在高温下混合并发生各种化学冶金反映，随后冷却使焊缝金属和母材相比，其成分、组织和性能都发生了巨大变化。
（2）热影响区没有化学成分变化区域，由于焊接热循环作用，经历了一次短时高温解决，发生了组织变化，带来了性能上变化。
（3）由于化学冶金反映不均匀，导致接头某些成分不均匀,有时区域偏析很大，因而导致组织和性能差别。
（4）由于焊接热效应不均匀，使材料随加热温度不同而形成组织梯度。
18、固溶体合金结晶形态有那几种？
（1）平面结晶；（2）胞状结晶；（3）胞状树枝结晶；（4）树枝状结晶；（5）等轴晶。
19、低合金钢焊缝固态相变组织？
（1）铁素体转变：①粒界铁素体( 先共析铁素体)；②侧板条铁素体；③针状铁素体；④细晶铁素体(贝氏体铁素体)
（2）珠光体转变
（3）贝氏体转变
（4）马氏体转变：①板条M（含碳量很低）；②片状M
20、焊接接头常用失效模式有哪些？
①疲劳失效；②脆性断裂；③应力腐蚀开裂；④泄漏；⑤失稳(屈服)；⑥蠕变；⑦ 过载屈服；⑧腐蚀；⑨溶蚀；⑩疲劳腐蚀等。
21、影响生成气孔因素及防治办法。
影响因素：
（1）冶金因素影响：熔渣氧化性；焊条药皮和焊剂；铁锈及水分。
（2）工艺因素影响：焊接规范；电流种类和极性；工艺操作。
防治办法：
（1）消除气体来源：母材表面清理；焊接材料防潮与烘干；加强保护
（2）对的选用焊接材料
（3）优化焊接工艺（控制焊接参数）
（4）恰当增大装配
22、焊接夹杂重要种类及防止办法。
种类：
（1）氧化物；（2）氮化物；（3）硫化物
防止办法
（1）选用合理规范，以利于熔渣浮出；
（2）多层焊时，清渣；
（3）焊条摆动；
（4）保护溶池，防止空气侵入。
23、分析微量元素（Mo、Nb、Ti、B、V、稀土等）对焊缝性能影响，并考虑它们之间互相作用及分析因素。
答：
Mn、Si：适中形成针状铁素体，过高或过低减少韧性；
Nb、V：同步加入，通过固溶强化提高韧性；
Ti、B：同步存在提高韧性（Ti保护B不被氧化，利于形成AF）；
Mo：强度提高，韧性提高，恰当加入Ti更能发挥其作用；
稀土元素：脱H、O、N；变化夹杂物形态；提高韧性；减少裂纹
24、如何通过调节焊接工艺改进焊缝性能？
（1）焊接线能量；（2）焊接材料；（3）接头形式；（4）多层焊接；（5）焊后热解决；（6）锤击焊道表面；（7）振动结晶；（8）跟踪回火解决。
25、焊接热循环特点。
（1）加热温度高
（2）加热速度快
（3）高温停留时间短
（4）自然冷却
（5）局部加热
26、焊接热循环重要参数。
（1）加热速度() ；（2）加热最高温度() ；（3）在相变温度以上停留时间() ；（4）冷却速度() 或冷却时间
27、焊接条件下组织转变与热解决条件下组织转变有何不同？
答：
与热解决相比，焊接条件下特点有：加热温度高、加热速度快、高温停留时间短、自然冷却、局部加热。加热速度快引起组织转变向高温推移；由于加热速度快和高温停留时间短不利于扩散过程进行，导致均质化限度差；由于近缝区强烈过热，晶粒发生严重长大。
28、分析液态薄膜成因及其对产生热裂纹影响。
在焊缝金属凝固结晶后期，低熔点共晶物被排挤在晶界，形成一种所谓“液态薄膜”，在焊接拉应力作用下，就也许在这薄弱地带开裂，产生结晶裂纹。“液态薄膜”是产生结晶裂纹主线因素。
三、阐述题
1、焊接办法有哪几大类？简述你理解或掌握各种焊接办法及其基本原理、特点。
①熔化焊 ②压力焊 ③钎焊
熔化焊：把焊接局部连接处加热至熔化状态形成熔池，待其冷却结晶后形成焊缝，将两某些材料焊接成一种整体一类焊接办法。
重要有气焊、电弧焊、铝热焊等。
机理：外部热源把材料和填充熔剂熔化，在熔池产生物理化学反映，去除它一切杂质和氧化膜附加层，然后再结晶，相变，最后形成一种键结合。
特点：1.焊接时，母材局部在不承受任何外加压力状况下被加热熔化。
2.焊接时须采用更为有效隔离空气办法
3.两种被焊材料之间须具备必要冶金相容性
4.焊接时，焊接接头经历了更为复杂冶金过程
压力焊：焊接过程时对焊接区施加一定压力而完毕焊接办法。
重要有电阻焊、扩散焊、摩擦焊等。
其机理有两种：
（1）塑性变形→键合
其连接机理是两边加大压力，使这个材料产生塑性变形，挤出里边结合面杂质实现紧密连接，通过扩散和化学作用形成一种塑性变形为主连接接头接头接头。
（2）扩散→键合
一方面材料接触，加压，然后加热到高温，加热到多少温度，视不同材料而定，通过长时间扩散，原子间互相渗入最后形成键连接，这是扩散连接机理。
钎焊：用比母材熔点低钎料和焊件一同加热，使钎料熔化(焊件不熔化)后润湿并填满母材连接间隙，钎料与母材互相扩散形成牢固连接办法。
机理：润湿、溶解→键合
特点：接头表面光洁，气密性好，形状和尺寸稳定，焊件组织和性能变化不大，可连接相似或不相似金属及某些非金属。
2、谈谈你对焊接学科结识和理解。
答：焊接是两种或两种以上材质(同种或异种)，通过加热或加压或两者并用，来达到原子间结合而形成永久性连接工艺过程。
内容：研究金属材料在熔焊条件下关于化学冶金和物理冶金方面普遍性规律，在这个基本上来分析各种条件下金属材料焊接性，为制定合理焊接工艺、摸索提供焊接质量新途径提供理论根据。

成就：①水利、电力方面：三峡水电站、核电站等
②桥梁和建筑方面：芜湖长江大桥、国家大剧院、上海卢浦大桥等
③造船业：造船总吨位等
④压力容器方面：千吨级热壁加氢反映器、600MW电站锅炉汽包等
⑤航天事业：嫦娥工程、天宫空间站等
⑥航空事业：大飞机项目等
⑦建筑业：美国采用了焊接技术建造了帝国大厦和金门大桥等
焊接技术新发展：①提高焊接生产率是推动焊接技术发展重要驱动力
②提高准备车间机械化，自动化水平是当前世界先进工业国家重点发展方向
③焊接过程自动化，智能化是提高焊接质量稳定性，解决恶劣劳动条件重要方向
④节能技术是普遍关注问题
焊接办法：①熔化焊 ②压力焊 ③钎焊
3、焊接冶金重要讲述什么内容？其重要目是什么？
内容：研究金属材料在熔焊条件下关于化学冶金和物理冶金方面普遍性规律，在这个基本上来分析各种条件下金属材料焊接性，为制定合理焊接工艺、摸索提供焊接质量新途径提供理论根据。
详细地说，分如下几种方面：焊接材料、焊接化学冶金、熔池凝固与焊缝固态相变、焊缝热影响区组织和性能、焊接裂纹等

目：
焊接冶金是焊接专业或焊接方向一门主干课程，本课程以“物理化学”和“金属学与热解决”等课程为基本，结合焊接自身特点来探讨材料焊接中基本问题，专业性极强，涉及内容很广。
使学生掌握材料在熔焊条件下冶金过程基本理论和基本知识，培养分析各种详细条件下材料焊接性基本能力，为对的选取焊接材料、制定合理焊接工艺和摸索提高焊接质量途径奠定基本。
4、常用焊接裂纹及其分类。（裂纹名称、特性、形成机制、种类、影响因素）
答：
分类：
（1）按裂纹分布走向分
①横向裂纹；②纵向裂纹；③星形（弧形裂纹）
（2）按裂纹发生部位分
①焊缝金属中裂纹；②热影响区中裂纹；③焊缝热影响区贯穿裂纹
（3）按产生本质分类
①热裂纹 （高温裂纹）高温下产生；存在部位：焊缝为主,热影响区
特性：宏观看，沿焊缝轴向成纵向分布也可看到横向裂纹，裂口均有较明显氧化色彩，表面无光泽，微观看，沿晶粒边界分布，属于沿晶断裂性质
a. 结晶裂纹（结晶过程中产生）
影响因素：凝固时表面张力；合金元素；结晶温度区间；一次结晶组织形态
b. 高温液化裂纹（在高温下产生,钢材或多层焊层间金属具有低熔点化合物经重新溶化，在收缩应力作用下,沿奥氏体晶间发生开裂）
影响因素：化学成分；工艺因素
c. 多边化裂纹 （产生温度低于固相线温度,存在晶格缺陷(位错和空位),物理化学不均匀性,在应力作用下,缺陷汇集形成多边化边界,使强度塑性下降,沿多边化边界开裂,多发生纯金属或单相奥氏体合金焊缝）
影响因素：合金成分，应力状态，温度
②再热裂纹（消除应力解决裂纹）
③冷裂纹
存在部位：多在热影响区,但也有发生在焊缝
特性（断口）：宏观断口具备发亮金属光泽脆性断裂特性。
微观看：晶间断裂，但也可穿晶（晶内）断裂，也可晶间和穿晶混合断裂。
a. 延迟裂纹
淬硬组织、含氢量、拘束应力状态
b. 淬硬脆化裂纹 （淬火裂纹）；c. 低塑性脆化裂纹
④层状扯破
由于轧制母材内部存在有分层夹杂物(特别是硫化物夹杂物）和焊接时产生垂直轧制方向应力，使热影响区附近地方产生呈“ 台阶” 状层状断裂并有穿晶发展。
⑤应力腐蚀裂纹
金属材料在某些特定介质和拉应力共同作用下所产生延迟破裂现象称应力腐蚀裂纹。