(完整版)焊接冶金學(xué)(基本原理)習(xí)題總結(jié)

（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)焊接冶金學(xué)（基本原理）部分習(xí)題及答案緒論一、什么是焊接，其物理本質(zhì)是什么?1、定義：焊接通過加熱或加壓；或兩者并用,使焊件達(dá)到原子結(jié)合，從而形成永久性連接工藝.2、物理本質(zhì)：焊接的物理本質(zhì)是使兩個(gè)獨(dú)立的工件實(shí)現(xiàn)了原子間結(jié)合，對于金屬而言，既實(shí)現(xiàn)了金屬鍵結(jié)合。二、怎樣才能實(shí)現(xiàn)焊接，應(yīng)有什么外界條件？1、對被焊接的材質(zhì)施加壓力:目的是破壞接觸表面的氧化膜，使結(jié)合處增加有效的接觸面積，從而達(dá)到緊密接觸.2、對被焊材料加熱（局部或整體）：對金屬來講，使結(jié)合處達(dá)到塑性或熔化狀態(tài),此時(shí)接觸面的氧化膜迅速破壞,降低金屬變形的阻力，加熱也會增加原于的振動(dòng)能，促進(jìn)擴(kuò)散、再結(jié)晶、化學(xué)反應(yīng)和結(jié)晶過程的進(jìn)行。三、試述熔焊、釬焊在本質(zhì)上有何區(qū)別？釬焊母材不溶化,熔焊母材溶化.溫度場定義,分類及其影響因素。1、定義：焊接接頭上某一瞬間各點(diǎn)的溫度分布狀態(tài).2、分類：1）穩(wěn)定溫度場—-溫度場各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而變動(dòng);2）非穩(wěn)定溫度場——溫度場各點(diǎn)隨時(shí)間而變動(dòng);3）準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場——溫度隨時(shí)間暫時(shí)不變動(dòng),熱飽和狀態(tài)；或隨熱源一起移動(dòng)。3、影響因素:1）熱源的性質(zhì)2）焊接線能量3）被焊金屬的熱物理性質(zhì)熱導(dǎo)率比熱容容積比熱容熱擴(kuò)散率熱焓表面散熱系數(shù)4）焊件厚板及形狀第一章二、焊接化學(xué)冶金分為哪幾個(gè)反應(yīng)區(qū)，各區(qū)有何特點(diǎn)?1、藥皮反應(yīng)區(qū)：指焊條受熱后，直到焊條藥皮熔點(diǎn)前發(fā)生的一些反應(yīng)。（100-1200°C）1）水分蒸發(fā)：100C吸附水的蒸發(fā)，200—400C結(jié)晶水的去除，化合水在更高溫度下析出2）某些物質(zhì)分解：形成Co,C02,H2O,02等氣體3）鐵合金氧化：先期氧化，降低氣相的氧化性2、熔滴反應(yīng)區(qū)：指熔滴形成、長大、脫離焊條、過渡到整個(gè)熔池1）溫度高：1800—2400C2）與氣體、熔渣的接觸面積大：1000—10000cm2/kg3）時(shí)間短速度快:0.01-0.1s;0。0001-0.001s4）熔渣和熔滴金屬進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌，混合。3、熔池反應(yīng)區(qū)1）反應(yīng)速度低熔池T1600~1900C低于熔滴T；比表面積，接觸面積小300~1300cm2/kg;時(shí)間長，手工焊3?8秒埋弧焊6?25s2）熔池溫度不均勻的突出特點(diǎn)熔池前斗部分發(fā)生金屬熔化和氣體的吸收,利于吸熱反應(yīng)熔池后斗部分發(fā)生金屬凝固和氣體的析出，利于放熱反應(yīng)3）具有一定的攪拌作用促進(jìn)焊縫成分的均勻化,有助于加快反應(yīng)速度，有益于氣體和夾渣物的排除。然而,沒有熔滴階段激烈。三、焊接區(qū)內(nèi)有那些氣體？它們是怎樣產(chǎn)生的？1、種類:金屬及熔渣蒸氣2、來源：1）焊接材料2）氣體介質(zhì)CO、CO、H、HO、O、N3）焊絲和母材表面上的油銹等雜質(zhì)4）金屬和熔渣的蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體3、供給途徑：一部分是直接輸入或侵入的原始?xì)怏w；另一部分是通過物化反應(yīng)所生成的氣體。1）有機(jī)物的分解和燃燒：纖維素的氧化分解2）碳酸鹽和高價(jià)氧化物的分解2（CHO）+7mO二12mCO+10mH6105m222四、為什么電弧焊時(shí)熔化金屬的含氮量高于它的正常溶解度？電弧中受激的氮分子O特別C是氮原CO勺溶解速度比沒受激的氮分子要快得/多十電弧中的氮離子N+在氧化五電弧對氛中質(zhì)量有哪t影溫度較低的縫含氮量蠶解措瞬么3?速溶于沁271、影響：1）促進(jìn)焊縫中氣孔的形成，金屬凝固時(shí)氮?dú)鈦聿患耙莩觯?）改變焊縫的力學(xué)性能,氮能提高焊縫的強(qiáng)度和硬度,但會使焊縫的塑性和韌性降低;3）時(shí)效脆化，針狀氮化物Fe4N，造成塑性和韌性下降。加入Ti，Al可形成穩(wěn)定的化合物，可抑制這種脆化現(xiàn)象。2、主要措施：（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)1）機(jī)械保護(hù):氣一渣保護(hù)、渣保護(hù)、氣體保護(hù)、抽真空。對于適渣型焊條：保護(hù)效果取決于藥皮的數(shù)量及成分。2）焊接工藝規(guī)范影響：UI,If,直流反接3）焊絲成分的影響：增加焊絲或藥皮中的Ti的含量可生成穩(wěn)定的氮化物；增加含碳量可降低氮在金屬中的溶解度。六、手弧焊時(shí)，氫通過哪些途徑[向液態(tài)鐵中溶解？寫出溶解反應(yīng)及規(guī)律？ee1、氫以原子或質(zhì)子形式溶入（氣保焊）2、以溶入（電渣焊）氫通過熔渣向金屬中溶解時(shí)，氫先溶于熔渣，然后再以向金屬中過渡F-.Cl-O2-七、氫對焊接質(zhì)量有那些影響？如何加以控制？1、影響：暫態(tài)現(xiàn)象：脆化[OH]點(diǎn)、經(jīng)時(shí)效、熱處理可消除永久現(xiàn)象：氣孔、改變組織、顯微斑點(diǎn)、冷裂紋、不可消除[OH]-1）氫脆：氫在室溫附近，氫溶解在龕屬晶格（中，引起鋼的塑性嚴(yán)重下降現(xiàn)象2）白點(diǎn)：肉眼可見，直徑0.5Q3mm中心處有氣孔或小的夾渣，外圍有塑性裂斷的痕跡，象魚眼似的也稱“魚眼”。（Fe2）+2（OH-）=[Fe]+2[O]+2[H]3）氣孔4）組織變化和顯微斑點(diǎn)：焊縫金屬A—M時(shí)，由于氫在A有較大的溶解度，當(dāng)含氫量高的焊縫自A化，溫度冷卻時(shí)，引起局部A過冷殘余A增加，殘余A—M時(shí)，富氫的組織內(nèi)產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力，造成顯微裂紋5）產(chǎn)生冷裂紋2、控制氫的措施1）限制焊接材料的含氫量，藥皮成分2）嚴(yán)格清理工件及焊絲：去銹、油污、吸附水分十、C02保護(hù)焊焊接低合金鋼時(shí)，應(yīng)采用什么焊絲？為什么？用普通焊絲（H08A）進(jìn)行保護(hù)焊時(shí)，由于碳的氧化在焊縫中產(chǎn)生氣體，同時(shí)合金元素?zé)龘p，焊縫含氧量增大.所以必須采用含硅、錳高的焊絲（H08Mn2Si）或藥芯焊絲，以利于脫氧，獲得優(yōu)質(zhì)焊縫。十一、分子理論和離子理論的主要觀點(diǎn)是什么？1、分子理論:1）液態(tài)熔渣由自由氧化物及其復(fù)合物的分子組成自由氧化物：SiO2，CaO，Al2O3氧化物復(fù)合物：SiO2?CaO2）。自由氧化物與其復(fù)合氧化物處于化合與分解的平衡狀態(tài)當(dāng)TfkJ自由氧化物f濃度復(fù)合物濃度J熔渣活性fTJkf自由氧化物濃度J復(fù)合物濃度f熔渣活性J3）只有自由氧化物才能與金屬作用2、離子理論熔渣的離子理論是在研究熔渣電化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上提出的。與分子理論相比，更接近熔渣的實(shí)際情況J熔滴是由簡單和復(fù)雜的離子組成的電中性溶液上一込沁22（CaO）?（SiO）2（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)負(fù)電性大的元素以陰離子形式存在負(fù)電性小的元素以陽離子形式存在堿性渣中酸性渣中少n,堿性渣中酸性渣中少n,e氧'以'氧離子形me存在多,形M式復(fù)雜的離子。之間形成離子團(tuán)，極性鍵結(jié)合.2）離子的分布，聚集和相互作用取決于它的綜合矩綜合矩二Z/rr二其子Z—離子電荷（靜電單位）r—離子半徑離子綜合矩越大，靜電場愈強(qiáng)，與其它離子作用力愈大3）液態(tài)熔渣與金屬之間相互作用的過程是原子與離子交換電荷的過程離子理論由于離子交換電荷、運(yùn)動(dòng)、形成電流。Ca+.K+.Fe2+3、分子一離子共存理論：03、分子一離子共存理論：0iSOi2十二、什么是長渣和短渣?0其適用性有何不同？10-1nmTT,rT,Z/rJ（Si4+）+2[Fe]二2（Fe2+）+[Si]十三、論述焊接熔渣對金屬的氧化途徑及影響因素。1、氧化途徑SiO4-二SiO+202-421）置換氧化：指被焊金屬與其他金屬或非金屬的氧化物發(fā)生置換反應(yīng)而導(dǎo)致的氧化2）擴(kuò)散氧化：是指熔渣中的氧化物通過擴(kuò)散進(jìn)入被焊金屬而使金屬增氧2、影響因素1）置換氧化：活性熔渣對金屬的氧化能力與其活性系數(shù)AF有關(guān)。對于熔煉焊劑而言，活度AF與焊劑組成物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w和焊劑的堿度B1有關(guān)。2）擴(kuò)散氧化：在一定的溫度下，增加熔渣中Fe0的含量，F(xiàn)eO將向鋼液中擴(kuò)散，從而使焊縫中含氧量增加.十四、焊縫金屬脫氧的途徑有哪些?脫氧效果如何?1、先期脫氧：藥皮反應(yīng)區(qū)，碳酸鹽分解為0和CO22溫度低，先期脫氧的效果不充分2、沉淀脫氧：是指溶解在液態(tài)金屬中的脫氧劑將被焊金屬及其合金從其氧化物中還原出來，并使脫氧產(chǎn)物浮到熔渣中的脫氧方式。主要在熔滴和熔池中進(jìn)行.常用的脫氧劑為Mn、Si。1）Mn的脫氧2）Si的脫氧.3）Si/Mn聯(lián)合脫氧3、擴(kuò)散脫氧:是指被焊金屬的氧化物通過擴(kuò)散從液態(tài)金屬進(jìn)入熔渣，從而降低焊縫含氧量的一種方式.脫氧的程度由分配定律決定。1）擴(kuò)散脫氧的效果主要與溫度和熔渣的性質(zhì)有關(guān)

L=（FeO）/[FeO]TILT,FeO易向熔渣過渡在相同溫度下，酸性渣比堿性渣易使Fe向熔渣中分配2）擴(kuò)散脫氧是不充分在熔池的尾部進(jìn)行的,導(dǎo)致擴(kuò)散脫氧。第二章一、焊條藥皮的作用及組成？1、藥皮的作用：1）機(jī)械保護(hù)作用（造渣、造氣）2）冶金處理作用（脫氧、合金化）3）工藝性能改善作用（穩(wěn)弧、脫渣、成形）2、藥皮的組成：1）焊條藥皮是由具有不同物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的多種材料混合而成的涂層.2）這些材料包括氧化物、碳酸鹽、硅酸鹽、有機(jī)物、氟化物、金屬和鐵合金等。3）按藥皮功能可分為穩(wěn)弧劑、造氣劑、造渣劑、脫氧劑、合金劑、粘接劑和成形劑。二、指出焊條型號所代表的含義，并以E4303和E5015為例加以說明.焊條的型號是按國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)確定的.以結(jié)構(gòu)鋼為例，型號編制法為字母“E”表示焊條，第一、二位表示熔敷金屬最小抗拉強(qiáng)度,第三位數(shù)字表示焊條的焊接位置,第三、四位數(shù)字表示焊接電流種類及藥皮類型?！瓯硎竞笚l藥皮為鈦鈣型，并可采用交流或直流正、反接表示焊條適用于全位置焊接表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小表示焊條三、焊條的工藝性能包括哪些方面？1、焊接電弧的穩(wěn)定性2、焊縫成形3、各種位置焊接的適應(yīng)性4、飛濺5、脫渣性6、焊條熔化速度7、焊條藥皮發(fā)紅8、焊接煙塵四、試對比分析酸性焊條及堿性焊條的工藝性能、冶金性能。1、酸性焊條:1）氧化性強(qiáng)，對金屬有較強(qiáng)的氧化作用，機(jī)械性能特別是沖擊韌性比堿性低；2）酸性渣脫硫、磷困難，抗裂性差；3）焊接工藝性能良好，成形美觀，對銹、油、水份的敏感性不大，抗氣孔能力強(qiáng)；4）電源交直流兩用，直流正接。2、堿性焊條：1）熔敷金屬含氫量低，抗裂性好，沖擊韌性高；2）對銹、油、水份敏感，操作不當(dāng)易產(chǎn)生氣孔；3）電弧穩(wěn)定性差，只能采用直流，深坡口脫渣性不好，焊接時(shí)煙塵較大，要注意通風(fēng)和防護(hù)。（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)五、試分析低氫型堿性焊條降低發(fā)塵量及毒性的主要途徑。低氫型碳鋼焊條的焊接煙塵量高于鈦鈣型焊條,煙塵中危害最大的是KF,NaF,而鈉鉀主要存在于水玻璃中，故可用樹脂來降低水玻璃的粘性作用。六、低氫型焊條為什么對于鐵銹、油污、水份很敏感？低氫焊條的熔渣不具有氧化性,一旦有氫侵入熔池,將很難脫出,所以低氫焊條對于鐵銹、油污,水分很敏感,必須嚴(yán)格控制氫的來源才可以保證焊接質(zhì)量.第三章二、試述熔池的結(jié)晶線速度與焊接速度的關(guān)系。晶粒生長的平均線速度是變化的：晶粒成長方向和線速度是變化的,在熔合處最小,在焊道中心處最大（等于焊接速度）。在焊接熱源功率一定時(shí),焊接速度越大,晶粒的成長速度也越大.三、簡述熔池的結(jié)晶形態(tài),并分析結(jié)晶速度、溫度梯度和濃度對結(jié)晶形態(tài)的影響。晶體形態(tài)主要有平面結(jié)晶、胞狀結(jié)晶、胞狀樹枝結(jié)晶、樹枝狀結(jié)晶、等軸結(jié)晶。在焊縫的熔化邊界,由于溫度梯度G較大，結(jié)晶速度R又較小，故成分過冷接近于0,所以平面結(jié)晶得到發(fā)展，隨著遠(yuǎn)離熔化邊界向焊縫中心過渡時(shí)，溫度梯度G變小，而結(jié)晶速度增大，所以結(jié)晶形態(tài)將由平面晶和胞狀晶樹枝胞狀晶一直到等軸晶發(fā)展.四、分析焊縫和熔合區(qū)的化學(xué)不均勻性，為什么會形成這種不均勻性？所謂的化學(xué)不均勻性指的是結(jié)晶過程中化學(xué)成分的一種偏析現(xiàn)象。焊接過程中的偏析包括：1、顯微偏析（或枝晶偏析）形成原因:焊接時(shí)冷卻速度大,液固界面溶質(zhì)來不及擴(kuò)散，純金屬先結(jié)晶,雜質(zhì)后結(jié)晶,形成晶粒邊界或一個(gè)晶粒內(nèi)部亞晶界或樹枝晶的晶枝之間的成分偏析。2、宏觀偏析（區(qū)域偏析）形成原因:當(dāng)焊速極大，焊縫以柱狀晶長大時(shí)，把雜質(zhì)推向熔池中心,中心雜質(zhì)濃度升高，形成焊縫邊緣到焊縫中心的成分不均勻性。3、層狀偏析（由于化學(xué)成分不均勻性引起分層現(xiàn)象）形成原因：由于結(jié)晶過程周期性變化（結(jié)晶潛熱和熔滴過渡時(shí)熱量的輸入周期性變化）導(dǎo)致晶體成長速度R發(fā)生周期性變化，R升高，結(jié)晶前沿溶質(zhì)濃度升高，R減小，結(jié)晶前沿的溶質(zhì)濃度減少，最終形成溶質(zhì)濃度層狀變化的偏析層。六、試述氫氣和CO氣孔的形成原因、特征及如何防止。1、氫氣孔:產(chǎn)生原因：焊接過程中，熔池金屬吸收大量的氫氣，在冷卻和結(jié)晶過程中,氫的溶解度發(fā)生了急劇下降，熔池冷卻速度快，來不及逸出，殘存在內(nèi)部，發(fā)生了氫的過飽和，使焊縫中形成具有喇叭口形的表面氣孔。特征：多出現(xiàn)在焊縫表面,斷面形狀多為螺釘狀，從焊縫表面看呈園喇叭口形，氣孔的四周有光滑內(nèi)壁。有個(gè)別殘存在內(nèi)部,以小圓球狀存在。防止措施：①限制焊接材料的含氫量（藥皮成分）；②嚴(yán)格清理工件及焊絲（去銹、油污、吸附水分）；③冶金處理；④調(diào)整焊接規(guī)范；⑤焊后脫氫處理。2、CO氣孔：產(chǎn)生原因：高溫冶金反應(yīng)。co不溶于液態(tài)金屬，在高溫時(shí)，co以氣泡的形式猛烈地逸出，但熔池結(jié)晶時(shí)，nT,co不易逸出，此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，促使結(jié)晶速度加快，co形成氣泡不能逸出，沿結(jié)晶方向形成條蟲形內(nèi)氣孔。特征：焊縫內(nèi)部，條蟲狀，表面光滑。防止措施:①冶金方面：降低熔渣的氧化性;適當(dāng)增加焊條藥皮和焊劑的氧化性組成物；焊條用前進(jìn)行烘干處理，并盡可能消除焊材上的鐵銹和氧化皮等。②工藝方面：正確選擇焊接工藝參數(shù)；選合理的電流（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)（完整版）焊接冶金學(xué)（基本原理）習(xí)題總結(jié)種類和極性（一般直流反接時(shí)氣孔最?。?工藝操作得當(dāng)。第四章二、建立焊接條件下CCT圖的意義何在？可以比較方便地預(yù)測焊接熱影響區(qū)的組織和性能。并能作為選擇焊接線能量、預(yù)熱溫度和制定焊接工藝的依據(jù)。三、相同條件下焊接45鋼和40Cr鋼，哪一種鋼淬硬傾向大，為什么？在相同的條件下焊接45鋼和40Cr鋼，45鋼的淬硬傾向大。因?yàn)?5鋼不含碳化物形成元素，奧氏體開始長大溫度低，高溫區(qū)晶粒粗大，容易形成粗大的馬氏體，而40Cr含強(qiáng)碳化物形成元素，強(qiáng)碳化物分解溫度高，碳化物的存在會阻礙奧氏體晶粒長大，形成細(xì)小的馬氏體；鋼的淬硬傾向取決于鋼的含碳量，45鋼的含碳量比40Cr高。四、HAZ脆化類型有哪些?1、粗晶脆化2、組織脆化M—A組元脆化②析出脆化③遺傳脆化3、HAZ的熱應(yīng)變時(shí)效脆化①靜應(yīng)變時(shí)效脆化②動(dòng)應(yīng)變時(shí)效脆化五、易淬火鋼的HAZ區(qū)組織特征分布及力學(xué)性能如何？1、焊前為正火或退火狀態(tài)，焊前母材為F+P（S、B）組織，HAZ主要由完全淬火區(qū)和不完全淬火區(qū)組成。1）完全淬火區(qū)最后得到淬火組織為M或M+B，力學(xué)性能硬而脆；2）不完全淬火區(qū)最后得到淬火組織為M+F混合組織，力學(xué)性能硬而脆。2、焊前母材為調(diào)質(zhì)態(tài)，調(diào)質(zhì)后母材為回火組織，其HAZ分為：1）完全淬火區(qū)（組織特點(diǎn)與正火狀態(tài)下完全相同，為M類型組織），力學(xué)性能硬而脆；2）不完全淬火區(qū)（組織狀態(tài)與正火狀態(tài)下完全相同，為M+F類型的混合組織），力學(xué)性能硬而脆；3）回火區(qū)（母材被加熱到的T處于AC?T（調(diào)質(zhì)處理時(shí)的回火溫度），發(fā)生回火軟化現(xiàn)象，原因與強(qiáng)m1回化相的析出有關(guān)）。六、不易淬火鋼的HAZ區(qū)組織特征分布及力學(xué)性能如何？1、熔合區(qū)（半熔化區(qū)），溫度處于固液相線之間，晶粒粗大，可能出現(xiàn)魏氏組織，硬化后易產(chǎn)生裂紋，塑性不好；2、過熱區(qū)（固相線至1100°C范圍），粗晶與細(xì)晶交替混合；3、相變重結(jié)晶區(qū)（正火區(qū)，溫度在Ac3以上），晶粒細(xì)化，機(jī)械性能良好；4、不完全重結(jié)晶區(qū)（溫度處于Ac-Ac之間），粗大鐵素體和細(xì)小珠光體、鐵素體機(jī)械性能不均勻，13急冷時(shí)可出現(xiàn)高碳馬氏體。七、HAZ最大硬度意義是什么，影響因素哪些？1、意義：采用HAZ最大硬度H作為一個(gè)因子來評價(jià)金屬的焊接性，不僅反映了化學(xué)成分的作用，同時(shí)max放映了不同組織形態(tài)的作用。2、影響因素：是含碳量、合金元素及冷卻條件等。八、碳當(dāng)量的定義，表達(dá)方式有哪些，試用范圍有何區(qū)別？1、定義：將鋼鐵中各種合金元素對共晶點(diǎn)實(shí)際碳量的影響折算成碳的增減，這樣算的的碳量稱為“碳當(dāng)量”。2、表達(dá)方式及適用范圍：1)CE(nW1)CE(nWMn+6Cu+Ni+15Cr+Mo+V5適用于中、高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼（q二500?900MPa）SiNiCrMoV2)C2)CeqWs)24405414適用于低碳調(diào)質(zhì)的低合金高強(qiáng)度鋼（o二500?lOOOMPa）b3)Pcm=c+S+M+Cu+Cr+N+M+V3)Pcm3020601510適用于C=0.07%?0。22%,o二適用于C=0.07%?0。22%,o二400?1000MPa的低合金高強(qiáng)度鋼b4)CEN二C+A(C［善+M+CuNi++1520Cr+Mo+V+Nb+5B分析M—A組元的形成原因及其對焊縫性能的影響第五章一、簡述焊接裂紋的種類及其特征和產(chǎn)生的原因。按產(chǎn)生裂紋的本質(zhì)來分,焊接裂紋可分為五大類：1、熱裂紋產(chǎn)生：在焊接時(shí)高溫下產(chǎn)生。特征：宏觀看，沿焊縫的軸向成縱向分布（連續(xù)或繼續(xù)）也可看到縫橫向裂紋，裂口均有較明顯的氧化色彩，表面無光澤，微觀看,沿晶粒邊界（包括亞晶界）分布，屬于沿晶斷裂性質(zhì)。熱裂紋又分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋等三類。2、再熱裂紋產(chǎn)生:由于重新加熱（熱處理）過程中產(chǎn)生稱再熱裂紋—消除應(yīng)力處理裂紋。特征：多發(fā)生的低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼和某些鎳基合金的焊接熱影響區(qū)粗晶部位。再熱裂紋的敏感溫度，視鋼種的不同約550~650°C。3、冷裂紋產(chǎn)生：溫度區(qū)間在+100C?-75C之間。特征（斷口）：宏觀斷口具有發(fā)亮的金屬光澤的脆性斷裂特征。微觀看:晶間斷裂,但也可穿晶（晶內(nèi)）斷裂，也可晶間和穿晶混合斷裂.冷裂紋又分為延遲裂紋、淬硬脆化裂紋（淬火裂紋）、低塑性脆化裂紋等三類。4、層狀撕裂產(chǎn)生:由于軋制母材內(nèi)部存在有分層的夾雜物（特別是硫化物夾雜物）和焊接時(shí)產(chǎn)生的垂直軋制方向的應(yīng)力，使熱影響區(qū)附近地方產(chǎn)生呈“臺階”狀的層狀斷裂并有穿晶發(fā)展。特征：它屬于低溫開裂，一般低合金鋼，撕裂的溫度不超過400C;常發(fā)生在厚壁結(jié)構(gòu)的T型接頭、十字接頭和角接頭，是一種難以修復(fù)的失效類型。5、應(yīng)力腐蝕裂紋產(chǎn)生:金屬材料在某些特定介質(zhì)和拉應(yīng)力共同作用下所產(chǎn)生的延遲破裂現(xiàn)象，稱應(yīng)力腐蝕裂紋。特征：形態(tài)如同枯干的樹枝，從表面向深處發(fā)展，大多屬于晶間斷裂性質(zhì)，少數(shù)也有穿晶斷裂.從端口來看，為典型的脆性斷口。二、焊接結(jié)晶裂紋的形成過程及條件是什么？1、過程:在焊縫金屬凝固結(jié)晶的后期，低熔點(diǎn)共晶物被排擠在晶界，形成一種所謂的“液態(tài)薄膜”，在焊接拉應(yīng)力作用下，就可能在這薄弱地帶開裂，產(chǎn)生結(jié)晶裂紋.2、條件：必要條件是拉伸應(yīng)力。焊縫在脆性溫度區(qū)間所承受的拉伸應(yīng)變大于焊縫金屬所具有塑性，或者說焊縫金屬在脆性溫度區(qū)間內(nèi)的塑性儲備量（Ae）小于零時(shí)就會產(chǎn)生結(jié)晶裂紋。s三、結(jié)晶裂紋冶金和力學(xué)影響因素有哪些？防治措施有哪些？1、冶金因素1）結(jié)晶溫度區(qū)間2）合金元素3）低熔共晶形態(tài)4）結(jié)晶組織形態(tài)及組織對結(jié)晶裂紋的影響2、力學(xué)因素在焊接時(shí)脆性溫度區(qū)內(nèi)金屬的強(qiáng)度要小在脆性溫度區(qū)內(nèi)金屬所承受的拉伸應(yīng)力。產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的充分條件：c<cm產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的條件是冶金因素和力共同作用，二者缺一不可。3、防止措施1）冶金方面①控制焊縫中有害雜質(zhì)的含量限制S、P、C含量S、P<0。03—0.04焊絲C〈0。12%（低碳鋼）焊接高合金鋼，焊絲超低碳焊絲改善焊縫的一次結(jié)晶細(xì)化晶粒,加入Mo、V、Ti、Nb、Zr、Al雙相組織限制熔合比利用“愈合作用”2）工藝方面（減少拉應(yīng)力）四、什么是脆性溫度區(qū)間？在脆性溫度區(qū)間內(nèi)為什么金屬的塑性很低?1、脆性溫度區(qū)間：熔池金屬進(jìn)入固液階段，由于液態(tài)金屬少，主要是那些低熔點(diǎn)共晶，在拉伸應(yīng)力作用下所產(chǎn)生的微小縫隙都無法填充，只有稍有拉伸應(yīng)力存在就有產(chǎn)生裂紋