焊接冶金學(xué)材料焊接性課后答案李亞江版

1、-讓每個(gè)人同樣地提升自我焊接冶金學(xué)資料-焊接性課后習(xí)題答案第一章：歸納第二章：焊接性及其實(shí)驗(yàn)評(píng)定認(rèn)識(shí)焊接性的基本看法。什么是工藝焊接性？影響工藝焊接性的主要因素有哪些？答：焊接性是指同質(zhì)資料或異質(zhì)資料在制造工藝條件下，能夠焊接形成完滿接頭并滿足預(yù)期使用要求的能力。影響因素：資料因素、設(shè)計(jì)因素、工藝因素、服役環(huán)境。第三章：合金結(jié)構(gòu)鋼1解析熱軋鋼和正火鋼的增強(qiáng)方式和主增強(qiáng)元素又什么不同樣，二者的焊接性有何差別？在擬定焊接工藝時(shí)要注意什么問題？答：熱軋鋼的增強(qiáng)方式有：（1）固溶增強(qiáng)，主要增強(qiáng)元素：Mn，Si。2）細(xì)晶增強(qiáng)，主要增強(qiáng)元素：Nb,V。（3）積淀增強(qiáng)，主要增強(qiáng)元素：Nb,V.；正火鋼的增強(qiáng)

2、方式：（1）固溶增強(qiáng)，主要增強(qiáng)元素：強(qiáng)的合金元素（2）細(xì)晶增強(qiáng)，主要增強(qiáng)元素：V,Nb,Ti,Mo（3）積淀增強(qiáng)，主要增強(qiáng)元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當(dāng)量較低冷裂紋傾向不大，正火鋼含有合金元素很多，淬硬性有所增加，碳當(dāng)量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200以1-讓每個(gè)人同樣地提升自我上的熱影響區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性顯然降低，而是、正火鋼在該條件下粗晶區(qū)的V析出相基本固溶，控制A長(zhǎng)大及組織細(xì)化作用被削弱，粗晶區(qū)易出現(xiàn)粗大晶粒及上貝、M-A等以致韌性下降和時(shí)效敏感性增大。擬定焊接工藝時(shí)依照資料的結(jié)構(gòu)、板厚、使用性能要求及生產(chǎn)條件選擇焊接。2解析Q345的

3、焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接資料及焊接工藝要求。答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當(dāng)量小于，焊接性優(yōu)異，一般不需要預(yù)熱和嚴(yán)格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，而轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂扛叩呢愂象w與馬氏體擁有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含錳高，擁有優(yōu)異的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達(dá)到積淀增強(qiáng)作用能夠除掉焊接接頭中的應(yīng)力裂紋。被加熱到1200以上的熱影響區(qū)過熱區(qū)可能產(chǎn)生粗晶脆化，韌性顯然降低，Q345鋼經(jīng)過6001h退火辦理，韌性大幅提升，熱應(yīng)變脆化傾向顯然減小。；焊接資料：對(duì)焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊

4、：焊劑SJ501，焊絲H08A/H08MnA電.渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoA。CO2氣體保護(hù)焊：H08系列和YJ5系列。預(yù)熱溫度：100150。焊后熱辦理：電弧焊一般不進(jìn)行或600650回火。電渣焊900930正火，600650回火2-讓每個(gè)人同樣地提升自我與Q390焊接性有何差別？Q345焊接工藝可否適用于Q390焊接，為什么？答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學(xué)成分基真同樣，可是Q390的Mn含量高于Q345，從而使Q390的碳當(dāng)量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345，其余的焊接性基真同樣。Q345的焊接工藝不用然適用于Q390的焊接，由于

5、Q390的碳當(dāng)量較大，一級(jí)Q345的熱輸入叫寬，有可能使Q390的熱輸入過大會(huì)引起接頭區(qū)過熱的加劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區(qū)的脆化也變的嚴(yán)重。低合金高強(qiáng)鋼焊接時(shí)，選擇焊接資料的原則是什么？焊后熱辦理對(duì)焊接資料有什么影響？答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區(qū)組織狀態(tài)對(duì)焊接接頭強(qiáng)韌性的影響。由于一般不進(jìn)行焊后熱辦理，要求焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)湊近母材的力學(xué)性能。中碳調(diào)質(zhì)鋼，依照焊縫受力條件，性能要求及焊后熱辦理情況進(jìn)行選擇焊接資料，對(duì)于焊后需要進(jìn)行辦理的構(gòu)件，焊縫金屬的化學(xué)成分應(yīng)與基體金屬周邊。3-讓每個(gè)人同樣地提升自我解析低碳調(diào)質(zhì)鋼焊接時(shí)可能出現(xiàn)的問題？簡(jiǎn)述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝要點(diǎn)，典型的低碳

6、調(diào)質(zhì)鋼如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接熱輸入應(yīng)控制在什么范圍？在什么情況下采用預(yù)熱措施，為什么有最低預(yù)熱溫度要求，如何確定最高預(yù)熱溫度。答：焊接時(shí)易發(fā)生脆化，焊接時(shí)由于熱循環(huán)作用使熱影響區(qū)強(qiáng)度和韌性下降。焊接工藝特點(diǎn)：焊后一般不需熱辦理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向搖動(dòng)的運(yùn)條技術(shù)。典型的低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接熱輸入應(yīng)控制在Wc?時(shí)不應(yīng)提升冷速，Wc?時(shí)可提升冷速（減小熱輸入）焊接熱輸入應(yīng)控制在小于481KJ/cm當(dāng)焊接熱輸入提升到最大贊同值裂紋還不能夠防范時(shí)，就必定采用預(yù)熱措施，當(dāng)預(yù)熱溫度過高時(shí)不但對(duì)防范冷裂紋沒有必要，反而會(huì)使800500的冷卻速度低于出現(xiàn)脆性混雜組織的

7、臨界冷卻速度，使熱影響區(qū)韌性下降，所以需要防范不用要的提升預(yù)熱溫度，包括屋間溫度，所以有最低預(yù)熱溫度。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)后確定鋼材的焊接熱輸入的最大贊同值，爾后依照最大熱輸入時(shí)冷裂紋傾向再來考慮，可否需要采用預(yù)熱和預(yù)熱溫度大小，包括最高預(yù)熱溫度。低碳調(diào)質(zhì)鋼和中碳調(diào)質(zhì)鋼都屬于調(diào)質(zhì)鋼，他們的焊接熱影響區(qū)脆化體系可否同樣？為什么低碳鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接能夠保證焊接質(zhì)量，4-讓每個(gè)人同樣地提升自我而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后熱辦理？答：低碳調(diào)質(zhì)鋼：在循環(huán)作用下，t8/5連續(xù)增加時(shí)，低碳鋼調(diào)質(zhì)鋼發(fā)生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M-A組元的形成。中碳調(diào)質(zhì)鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當(dāng)大淬硬傾向，馬氏體轉(zhuǎn)變溫度低

8、，無自回火過程，所以在焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生大量M組織大體脆化。低碳調(diào)質(zhì)鋼一般才用中、低熱量對(duì)母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進(jìn)行及時(shí)的熱辦理能獲得最正確性能焊接接頭。比較Q345、T-1鋼、和30MnSiA的冷裂、熱裂和除掉應(yīng)裂紋的傾向.答：1、冷裂紋的傾向：Q345為熱扎鋼其碳含量與碳當(dāng)量較底，淬硬傾向不大，所以冷裂紋敏感傾向較底。T-1鋼為低碳調(diào)質(zhì)鋼，加入了多種提升淬透性的合金元素，保證強(qiáng)度、韌性好的低碳自回火M和部分下B的混雜組織減緩冷裂傾向，為珠光體耐熱鋼，其中Cr、Mo能顯然提升淬硬性，控制Cr、Mo的含量能減緩冷裂傾向，冷裂傾向相對(duì)敏感。30CrMnSiA為中碳調(diào)質(zhì)鋼，其母材含

9、量相對(duì)高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的過飽和度，點(diǎn)陣畸改正嚴(yán)重，所以冷裂傾向更大。2、熱裂傾向Q345含碳相對(duì)低，而Mn含量高，鋼的Wmn/Ws能達(dá)到要求，擁有較好的抗熱裂性能，熱裂傾向較小。T-1鋼含C低但含Mn較高且S、P的控制嚴(yán)格所以熱裂傾小。30CrMnSiA含碳量及5-讓每個(gè)人同樣地提升自我合金元素含量高，焊縫凝固結(jié)晶時(shí)，固-液相溫度區(qū)間大，結(jié)晶偏析嚴(yán)重，焊接時(shí)易產(chǎn)生潔凈裂紋，熱裂傾向較大。3、除掉應(yīng)力裂紋傾向：鋼中Cr、Mo元素及含量對(duì)SR產(chǎn)生影響大，Q345鋼中不含Cr、Mo，所以SR傾向小。T-1鋼令Cr、Mo但含量都小于1%，對(duì)于SR有必然的敏感性；SR傾向峽谷年隊(duì)較

10、大，其中Cr、Mo含量相對(duì)都較高，SR傾向較大。同一牌號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)質(zhì)狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)焊接工藝有什么差別？為什么中碳調(diào)質(zhì)鋼一般不在退火的狀態(tài)下進(jìn)行焊接？答：在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，若為除掉熱影響區(qū)的淬硬區(qū)的淬硬組織和防止延緩裂紋產(chǎn)生，必定合適采用預(yù)熱，層間溫度控制，中間熱辦理，并焊后及時(shí)進(jìn)行回火辦理，若為減少熱影響的消融，應(yīng)采用熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。在退火狀態(tài)下焊接：常用焊接方法均可，選擇資料時(shí)，焊縫金屬的調(diào)質(zhì)辦理規(guī)范應(yīng)與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調(diào)質(zhì)的情況下，可采用很高的預(yù)熱溫度和層間溫度以保證調(diào)質(zhì)前不出現(xiàn)裂紋。6-讓每個(gè)人同樣

11、地提升自我由于中碳調(diào)質(zhì)鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態(tài)下焊接手理不當(dāng)易產(chǎn)生延緩裂紋，一般要進(jìn)行復(fù)雜的焊接工藝，采用預(yù)熱、后熱、回火及焊后熱辦理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。9珠光體耐熱鋼的焊接性特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同樣?珠光體耐熱鋼采用焊接資料的原則與強(qiáng)度用鋼有什么不同樣？why？答：珠光體耐熱鋼和低碳調(diào)質(zhì)鋼都存在冷裂紋，熱影響區(qū)硬化脆化以及熱辦理或高溫長(zhǎng)遠(yuǎn)使用中的再熱裂紋，但是低碳調(diào)質(zhì)鋼中對(duì)于高鎳低錳種類的剛有必然的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當(dāng)資料選擇不當(dāng)時(shí)才可能常產(chǎn)生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇資料上不但有必然的強(qiáng)度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接資料的干燥性，由于珠光體

12、耐熱鋼是在高溫下使用有必然的強(qiáng)度要求。10低溫鋼用于-40度和常溫下使用時(shí)在焊接工藝和資料上選擇可否有所差別？why？答：低溫鋼為了保證焊接接頭的低溫脆化及熱裂紋產(chǎn)生要求資料含雜質(zhì)元素少，選擇合適的焊材控制焊縫成分和組織形成微小的針狀鐵素體和少量合金碳化物，可保證低溫下有必然的AK要求。對(duì)其低溫下7-讓每個(gè)人同樣地提升自我的焊接工藝選擇采用SMAW時(shí)用小的線能量焊接防范熱影響區(qū)過熱，產(chǎn)生WF和粗大M,采用快速多道焊減少焊道過熱。采用SAW時(shí)，可用振動(dòng)電弧焊法防范生成柱狀晶。第四章不銹鋼及耐熱鋼的焊接不銹鋼焊接時(shí)，為什么要控制焊縫中的含碳量？如何控制焊縫中的含碳量？答：焊縫中的含碳量易形成脆硬的

13、淬火組織，降低焊縫的韌性，提升冷裂紋敏感性。碳簡(jiǎn)單和晶界周邊的Cr結(jié)合形成Cr的碳化物Cr23C6，并在晶界析出，造成“貧Cr”現(xiàn)象，從而造成晶間腐蝕。選擇含碳量低的焊條和母材，在焊條中加入Ti，Zr，Nb，V等強(qiáng)碳化物形成元素來降低和控制含氟中的含碳量。為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有必然數(shù)量的鐵素體組織？經(jīng)過什么路子控制焊縫中的鐵素體含量？答：焊縫中的相可打亂單一相柱狀晶的方向性，不致形成連續(xù)，別的相富碳Cr，又優(yōu)異的供Cr條件，可減少晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%12%的相。經(jīng)過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，來控制焊縫中的鐵素體含量。8-讓每個(gè)人同

14、樣地提升自我18-8型不銹鋼焊接接頭地域在那些部位可能產(chǎn)生晶間腐化，是由于何原因造成？如何防范？答：18-8型焊接接頭有三個(gè)部位能出現(xiàn)腐化現(xiàn)象：1焊縫區(qū)晶間腐化。產(chǎn)生原因依照貧鉻理論，碳與晶界周邊的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，以致晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當(dāng)在腐化介質(zhì)作用下，貧Cr層成為陰極，受到電化學(xué)腐化；2熱影響區(qū)敏化區(qū)晶間腐化。是由于敏化區(qū)在高溫時(shí)易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐化；3交融區(qū)晶間腐化刀狀腐化。只發(fā)生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的溶合區(qū)，其實(shí)質(zhì)也是與M23C6積淀而形成貧Cr有關(guān)，高溫過熱和中溫敏化接踵作用是其產(chǎn)生的的必要條

15、件。防范方法：1控制焊縫金屬化學(xué)成分，降低含碳量，加入牢固化元素Ti、Nb；2控制焊縫的組織形態(tài)，形成雙向組織+15%；3控制敏化溫度范圍的停留時(shí)間；4焊后熱辦理：固溶辦理，牢固化辦理，除掉應(yīng)力辦理。簡(jiǎn)述奧氏體不銹鋼產(chǎn)生熱裂紋的原因？在母材和焊縫合金成分必然的條件下，焊接時(shí)應(yīng)采用何種措施防范熱裂紋？答：產(chǎn)生原因：1奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，在焊接時(shí)局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力；2奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于有雜質(zhì)偏析，而促使形9-讓每個(gè)人同樣地提升自我成晶間液膜，顯然易于促使產(chǎn)生凝固裂紋；3奧氏體鋼及焊縫的合金組成較復(fù)雜，不但S、

16、P、Sn、Sb之類雜質(zhì)可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限如Si、Nb，也易形成易溶共晶。防范方法：1嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)元素S、P可形成易溶液膜;2形成雙向組織，以FA模式凝固，無熱裂傾向；3合適調(diào)整合金成分：Ni15%時(shí)，加入Mn、W、V、N和微量Zr、Ta、Re%達(dá)到細(xì)化焊縫組織、凈化晶界作用，以提升抗裂性；4選擇合適的焊接工藝。奧氏體鋼焊接時(shí)為什么常用“超合金化”焊接資料？答：為提升奧氏體鋼的耐點(diǎn)蝕性能，采用較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接資料。提升Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負(fù)偏析顯然減少，更有利于提升耐點(diǎn)蝕性能。鐵素體不銹鋼焊接中簡(jiǎn)單出現(xiàn)什么問題？焊條電弧焊平和體保護(hù)焊時(shí)

17、如何選擇焊接資料？在焊接工藝上有什么特點(diǎn)？答：易出現(xiàn)問題：1焊接接頭的晶間腐化；2焊接接頭的脆化高溫脆性相脆化475脆化。SMAW要求耐蝕性：采用同質(zhì)的鐵素體焊條和焊絲；要求抗氧化和要求提升焊縫塑性：采用A焊條和焊絲。CO2氣保焊采用專用焊絲H08Cr20Ni15VNAl。焊接工藝特點(diǎn)：1采用小10-讓每個(gè)人同樣地提升自我的q/v，焊后快冷控制晶粒長(zhǎng)大；2采用預(yù)熱措施，TXm，產(chǎn)生自愈合作用。2）生產(chǎn)中采用含5%的Si，Al合金焊絲解決抗裂問題，擁有很好的愈合作用。3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質(zhì)劑，細(xì)化晶粒，改進(jìn)塑性韌性，并提升抗裂性。4）熱能集中焊接方法可防范形成方向性強(qiáng)的粗大柱

18、狀晶，改進(jìn)抗裂性。5）采用小電流焊接，降低焊接速度均可改進(jìn)抗裂性問題。5.解析高強(qiáng)度鋁合金焊接接頭性能低于母材的原因及防范措施，焊后熱辦理對(duì)焊接接頭性能有什么影響？什么情況下對(duì)焊接接頭進(jìn)行焊后熱辦理？答：原因：1）晶粒粗化，降低塑性，晶界液化產(chǎn)生顯微裂紋。2）非時(shí)效增強(qiáng)鋁合金haz消融，主要發(fā)生在焊前經(jīng)冷作硬化的合金上，經(jīng)冷作硬化的鋁合金，haz峰值溫度高出再結(jié)晶溫度（200-300）區(qū)域就產(chǎn)生顯然消融。3）時(shí)效增強(qiáng)鋁合金haz消融，由于第二相脫溶析出齊聚長(zhǎng)大發(fā)生過時(shí)效消融。防范措施：1）采用小的焊接熱輸入。2）對(duì)al-zn-mg合金，焊后經(jīng)自然時(shí)效可漸漸恢復(fù)或湊近母材的水平。熱辦理對(duì)接頭性能的影響：1）焊后不熱辦理接頭強(qiáng)度均低于母材，特別是在時(shí)效狀態(tài)下焊接的硬鋁，即使焊后輩工熱辦理，接頭強(qiáng)度系數(shù)也未高出60%。2）al-zn-mg合金強(qiáng)度與焊后自然時(shí)效長(zhǎng)短有關(guān)系，隨自然時(shí)效的增加，強(qiáng)度可湊近母材，要求焊縫有足夠的強(qiáng)度，則焊15-讓每個(gè)人同樣地提升自我后要熱辦理，焊后要洗掉焊劑殘?jiān)?，以防焊件腐化。銅及銅合金的物理化學(xué)性能有何特點(diǎn)，焊接性如何？不同樣的焊接方法對(duì)銅及銅合金焊接接頭有什么影響？答：1）銅及銅合金的物理化學(xué)性能：優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)