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《金属熔焊原理》测试

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《金属熔焊原理》
一、 填空题
1. 焊接是通过或加压，或者两者并用，并且用或不用填充材料使焊件间达到原子间结合的一种加工方法。
2. 焊接与其他金属连接方法最根本的区别在于，通过焊接，两个焊件不仅在宏观上建立了永久的连接，而且在微观上形成了原子间的距离而结合成一体。
3. 按焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
4. 熔焊是指待焊处母材金属熔化但不加压力形成的焊接方法。
5. 压焊就是在焊接过程中，无论加热与否，必须施加一定的压力。
6. 在焊接热源作用下金属局部被加热熔化，同时出现热量的传播和分布现象，而且这种现象贯穿整个焊接过程的始终，这就是焊接热过程。
7. 在焊接条件下，热源离开后被熔化的金属便快速连续冷却，并发生结晶和相变过程，最后形成焊缝。
8. 焊接热源主要的三个特征是最小加热面积、最大功率密度和在正常焊接参数条件下能够达到的温度。
9. 在焊接过程中由热源所产生的热量并不是全部被利用，而是有一部分热量损失于周围介质和飞溅等，即焊件吸收到的热量要少于热源所提供的热量。焊件（包括母材与填充金属）所吸收的热量叫做热源的有效功率。
10. 理想的热源应该是具有加热面积小、功率密度大、加热温度高等特点。
11. 焊接温度场是指焊接过程中某一瞬时焊件上各点的温度分布。
12. 根据焊件的尺寸和形状不同，温度场可以是三维、二维、一维的。
13. 焊接热输入是指由焊接热源输入给单位长度的焊缝的能量。
14. 根据研究的结果认为，热能由热源传给焊件（除电阻焊和摩擦焊以外）主要是以辐射和对流为主；而母材和焊条获得热能之后，热的传播则以热传导为主。
15. 在焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点的温度随时间由低而高达到最大值后又由高到低变化的过程称焊接热循环。
16. 焊接热循环四个参数是加热速度Vh、峰值温度tm、高温停留时间Th、冷却速度Vc。
17. 电弧焊时，加热和熔化焊条（或焊丝）的能量有电阻热、电弧热、化学热。
18. 焊条的熔化速度可以用单位时间内焊芯熔化的长度或质量来表示。在正常焊接参数条件下焊条的平均熔化速度与焊接电流成正比。
19. 由于金属蒸发、氧化和飞溅，焊芯（或焊丝）在熔覆过程中的损失量与熔化的焊芯的百分比叫做飞溅率。
20. 熔滴比表面积是指熔滴的表面积Ag与其体积Vg或质量ρVg之比，其表达式为S=Ag/Vg 。
21. 试验表明，熔滴的平均温度随焊接电流的增加而升高，并随焊丝直径的增加而降低。
22. 熔滴过渡的作用力主要有重力、表面张力、电磁力、熔滴爆破力、电弧的气体吹力、斑点压力六种。
23. 在母材上由熔化的焊条金属和母材组成的具有一定几何形状的液态金属叫熔池。
24. 熔池的主要尺寸为熔池长度L、最大宽度B max、最大熔深Hmax。
25. 熔焊时，局部熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比叫做熔合比。
二、 判断题
1.焊接是一种可以拆卸的连接方式。（×）
2.熔焊是一种即加热又加压的焊接方法。（×）
3.焊接热过程与金属热处理不同，不均匀加热是焊接过程的基本特征。（√）
4.在焊接热过程中，由于热传导的作用，近缝区的母材会产生淬硬、脆化或软化现象。（√）
5.提高母材和填充材料的熔化速度，能够提高焊接生产率。（√）
6.在一定条件下，焊接热效率是常数，影响其因素主要有焊接方法、焊接参数、焊接材料即保护方式等。（√）
7.在常用的焊接方法中，氧乙炔焊的最小加热面积最大，激光焊的最大功率密度最大。（√）
8.电弧焊时，电弧产生的热量全部被用来熔化焊条（焊丝）和母材。（×）
9.焊接温度场是指焊接过程中某一瞬时焊件上各点的温度分布状态。（√）
10.同样形状和尺寸的焊件，在相同热源的作用下，由于金属材料的物理性能不同，焊接温度场也不同。（√）
11.焊缝两侧距离相同的各点其焊接热循环是相同的。（√）
12.对于低碳钢和低合金钢，高温停留时间越长，越有利于奥氏体的均质化。（√）
13.影响焊接热循环的因素与影响温度场的因素基本相同。（√）
14.焊接电弧产生的热量，大部分用于熔化焊条，一小部分用于熔化母材。（×）
15.熔化系数能确切的反应对焊条金属的利用率和生产率的高低。（×）
16.熔滴越细，其比表面积越大。（√）
17.熔滴与周围介质相互作用的时间越长，冶金反应越充分。（√）
18.在立焊及仰焊时，重力有助于熔滴过渡。（×）
19.一般情况下，增加焊接电流，Hmax增加，Bmax也下降。（×）
20.熔池的头部输入的热量大于散失的热量，所以随热源的移动母材不断熔化。（√）
21.热导率小的材料在同样的焊接条件下比热导率大的材料的熔合比要小一些。（√）
三、 简答题（论述题）
1.焊接过程的实质是什么？
答：焊接过程的实质其实是焊接过程的物理本质，是指焊接与其他连接方法在宏观和微观两方面的根本区别。通过焊接，两个焊件不仅在宏观上建立了永久的连接，而且在微观上形成了原子间的距离而结合成一体。对金属来说，就是在两焊件间建立了金属键。
2. 焊接热过程的特点是什么？
答：1）焊接热过程的不均匀性（局部加热，加热冷却不均匀）
2） 焊接热过程的运动性（热源运动，受热区域不断变化）
3）焊接热过程的瞬时性（加热速度快，加热后迅速离开，受热区域不断变化）
4）焊接热过程的复合性（熔池内热量通过传导或对流的方式进行传播，而熔池外的热量则可以通过传导、对流及辐射的方式进行传播）。
3. 焊接热过程对焊接质量主要有那几个方面的影响？
答：1）熔池温度和存在的时间，影响着熔池金属的理化反应若反应不完全，可能在焊缝金属中产生成分偏析、气孔、夹杂等缺陷。
2） 近缝区母材金属将发生组织与性能的变化，可能产生淬硬、脆化或软化现象。
3） 不均匀加热产生不均匀的应力状态和变形，可能产生焊接应力问题及裂纹。
母材和填充材料的熔化速度决定焊接生产率。
4. 生产中常用的焊接热源有哪些？
答：生产中常用的焊接热源有：
1） 电弧热（电极与焊件之间的电弧，应用最广）
2） 化学热（可燃性气体或热剂在一定温度下反应产生热量）
3） 电阻热（电流通过接头的接触面产生热量）
4） 摩擦热（机械摩擦产生热量）
5） 等离子弧（利用水冷喷嘴获得高电离度和高能量密度的电弧）
6） 电子束（加速和聚焦的电子）
7） 激光束（聚焦的激光）
高频感应热（涡流）
5. 焊接温度场的特点有哪些？
答：1）可以用等温线或等温面表示；
2）由于一点温度唯一，因此等温面或等温线之间互不相交；疏密表示温度梯度。
6.影响焊接温度场分布的因素有哪些？对焊接温度场分布有哪些影响？
答：1）热源的性质：热源越集中，加热面积越小，温度场中等温线（面）的分布越密集。
2）焊接参数：影响最大的是有效热功率P和焊接速度V。
3） 被焊金属的物理性能：尺寸相同、热源相同、金属材料热物理性能不同，温度场不同。
4） 被焊金属的几何尺寸：工件尺寸越大，热导越快，热源附近的冷却速度越快。

7.什么是熔覆系数？其表达式是什么？
答：单位电流、单位时间内焊芯（丝）熔覆在焊件上的金属量称为熔覆系数。
aH=mH/IT
mH——熔覆到焊缝中的金属质量（g）aH——熔覆系数【g/（h*A）】
8. 熔滴的过渡特性对焊接过程的影响有哪些方面？
答：1）熔滴过渡的速度和尺寸影响着焊接过程的稳定性、飞溅程度及焊缝成形的好坏；
2） 熔滴的尺寸大小和长大情况决定了熔滴反应的作用时间和比表面积的大小，从而决定了熔滴反应速度和完全程度；
3）熔滴过渡的形式与频率直接影响焊接生产率；
4）熔滴过渡的特性可以调节焊接热输入，从而改变焊缝的结晶过程和热影响区的尺寸及性能。
9.熔滴过渡的方式有哪几种？各有什么特点？
答：1）短路过渡：利用爆炸实现过渡；
2）颗粒状过渡：焊接电流和电压的波动比短路过渡小；
3） 喷射过渡：熔滴细，过渡频率高，过程稳定，飞溅小，熔深大，焊缝成形美观。
4） 渣壁过渡：渣壁过渡只出现在焊条电弧焊和埋弧焊中。
10.熔滴过渡时受哪些作用力的影响？各个作用力对熔滴的过渡分别起到什么样的影响？
答：1）重力：平焊时，熔滴重力大于表面张力时，熔滴脱离焊丝；立焊或仰焊时，重力阻碍熔滴过渡。
2） 表面张力：平焊时，表面张力阻碍熔滴过渡，其他位置时表面张力促进熔滴过渡。
3） 电磁力：在空间任何位置进行焊接时，电磁力都促进熔滴过渡。
4） 熔滴爆破力：熔滴内部的冶金反应生成气体或蒸发金属时，高温作用下，气体膨胀爆破短路过渡焊接时，熔滴爆破力促进短路过渡。
5） 电弧的气体吹力：不论何种位置的焊接，电弧的气体吹力总是促进熔滴过渡。
6） 斑点压力：斑点面积小时，斑点压力常常阻碍熔滴过渡；斑点面积很大，笼罩整个熔池时，斑点压力常常促进熔滴过渡。
11. 熔池的特性有哪些？
答：1）熔池的质量：随电弧功率的增大而增大，随焊接速度的增大而减小。
2） 熔池的存在时间：几秒至几十秒，比熔滴阶段长，冶金反应很短暂。
3） 熔池的温度：熔池头部的输入的热量大于失散的热量，所以随热源的移动母材不断熔化；而熔池尾部输入的热量小于失散的热量，所以随温度的下降而不断凝固。
4） 熔池的流动：主要原因是a）液体金属密度差→自由对流；b）表面张力差→强制对流；c）热源的各种机械力→搅拌作用。
12. 使熔池中液体金属发生运动的主要原因是什么？
答：1）液体金属的密度差所产生的自由对流运动；
2） 表面张力差所引起的强制对流运动；
热源的各种机械力所产生的搅拌作用，使熔池处于运动状态。
13. 影响熔合比大小的因素有哪些？这些因素会对熔合比的大小产生怎样的影响？
答：焊接方法、焊接参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目以及母材热物理性能影响着母材的熔透情况和焊条的熔化情况。
热物理性能对熔合比的影响：热导率小，熔合比大。
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