焊接冶金（A）
一、术语解释
解释下列名词术语：
1．焊接接头
2．焊接温度场
3．焊接线能量
4．碱性焊条
5．熔炼焊剂
6．外延生长
7．层状偏析
8．延迟裂纹
二、简答题
1．氢对焊接质量的影响及控制氢的主要措施。
2．粗晶脆化产生的部位及形成原因。
3．焊缝脱氧的目的、主要措施及选择脱氧剂的原则。
4．低碳钢焊接热影响区各部分的组织和性能。
参考答案：
1．氢对焊接质量的影响及控制氢的主要措施。
（1）影响：引起氢脆、白点，产生冷裂纹，形成气孔
（2）措施：限制焊接材料的含氢量、清除焊丝或焊件表面上的杂质、冶金处理（如在药皮和焊剂中加入氟化物、控制焊接材料的氧化还原势、在药皮或焊芯中加入微量稀土元素等）、控制焊接工艺参数（如焊接电流、电弧电压、电流种类和极性）、焊后脱氢处理
2．粗晶脆化产生的部位及形成原因。
（1）部位：HAZ靠近熔合线附近和过热区
（2）原因：加热峰值温度高、高温停留时间长、线能量大等使晶粒粗化；晶粒越粗，脆性转变温度越高，脆性越大。对于淬硬倾向较小的钢，粗晶脆化主要是晶粒长大所致；对于易淬火钢，主要是由于产生淬火组织所造成的。
3．焊缝脱氧的目的、主要措施及选择脱氧剂的原则。
（1）目的：尽量减少焊缝中的含氧量。
（2）措施：在焊丝、焊剂或药皮中加入合适的元素或铁合金，使之在焊接过程中夺取氧。
（3）原则：脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力比被焊金属大；脱氧产物应不溶于液态金属；必须考虑脱氧剂对焊缝成分、性能以及焊接工艺性能的影响；在满足技术要求的前提下，还应考虑成本。
4．低碳钢焊接热影响区各部分的组织和性能。
（1）熔合区：半熔化区，其范围虽然很窄，但化学成分和组织性能上存在较大不均匀性，常是产生裂纹、脆性破坏的发源地。
（2）过热区：晶粒粗大，常出现魏氏组织，韧性很低，常产生裂纹和脆化，是焊接接头的薄弱环节。
（3）相变重结晶区（正火区）：发生重结晶，晶粒细小，塑性韧性较好。
（4）不完全重结晶区：部分组织发生重结晶，晶粒大小不一、组织不均匀，力学性能亦不均匀。
三、论述题
1．试对比分析碱性焊条和酸性焊条的工艺性能。
2．试分析焊接结晶裂纹产生的原因及防治措施。
参考答案：
1．试对比分析碱性焊条和酸性焊条的工艺性能。
碱性焊条的工艺性能比酸性焊条差。主要体现在如下几个方面：
焊接电弧的稳定性：酸性焊条药皮含有较多的稳弧剂，电弧燃烧稳定；碱性焊条由于药皮中萤石的反电离作用，用交流电源焊接时电弧不能稳定燃烧，只能采用直流电源焊接。
焊缝成形：酸性焊条熔渣的高温粘度、表面张力等适中，焊缝表面光滑、波纹细密美观；碱性焊条熔渣粘度大、表面张力小，焊缝成形差。
飞溅：酸性焊条电弧燃烧稳定，熔滴为细颗粒过渡，飞溅小；碱性焊条电弧稳定性较差，熔滴多为大颗粒短路过渡，故飞溅较大。
脱渣性：酸性焊条脱渣性比碱性焊条好。酸性焊条熔渣与碳钢的线膨胀系数相差较大，松脆性适中，故脱渣性好；碱性焊条熔渣与碳钢的线膨胀系数相差较小，松脆性差，故脱渣性较差，在角焊缝和深坡口底层脱渣尤为困难。
焊条发尘量：碱性焊条发尘速度和发尘量高于酸性焊条，且烟尘中常含有多种致毒物质。
2．试分析焊接结晶裂纹产生的原因及防治措施。
（1）产生原因
焊缝中存在的液态薄膜和拉伸应力共同作用的结果。液态薄膜是内因，拉伸应力是必要条件。
焊缝金属的结晶过程大致经历两个阶段，即液-固阶段和固-液阶段。在液-固阶段不会产生结晶裂纹。在固-液阶段，液相少而固相多，晶粒相互接触，液体粘度大不易流动，拉伸应力作用下所产生的微小缝隙无法填充，只要有拉伸应力存在就可能产生裂纹。如果拉伸应力所产生的应变超过焊缝金属在脆性温度区内所具有的最小塑性，则必产生裂纹。
（2）防止措施
1）控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量。
2）改善焊缝凝固结晶，细化晶粒（变质处理）。
3）利用“愈合”作用。
4）适当控制焊接线能量和预热温度。
5）改善应力状态，如合理设计接头形式，避免应力集中（错边、咬肉、未焊透等），尽量使大多数焊缝能在较小的刚度条件下焊接，尽可能采用对称施焊。转载
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