金屬焊接性(1)

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1、2012太原科技大學(xué)期末考試試題金屬焊接性：是金屬是否能適應(yīng)焊接加工而形成完整的，具備一定使用性能的焊接接頭的特性。含義：一是金屬在焊接加工中是否容易形成缺陷；二是焊成的接頭在一定的使用條件下可靠運行能力。影響金屬焊接性的因素：1、材料本因素2、設(shè)計因素3、工藝因素4、服役環(huán)境評定焊接性的原則:（1）評定焊接接頭中產(chǎn)生工藝缺陷的傾向，為制定合理的焊接工藝提供依據(jù)；（2）評定焊接接頭能否滿足結(jié)構(gòu)使用性能的要求。1.實驗方法應(yīng)滿足的原則：1、可比性2、針對性3、再現(xiàn)性4、經(jīng)濟性中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接有冷裂

2、紋,熱裂紋熱影響區(qū)性能的變化(脆化,軟化)等問題。特殊性能的低合金鋼分為低溫剛,耐候鋼,低合金耐蝕鋼三類。珠光體耐熱鋼提高高溫強度的途徑是碳含量低,合金元素少（不超過3%-5%）熱膨脹系數(shù)小導(dǎo)熱性好,并有良好的冷熱加工性,加入Cr,Mo,W,V,等主要強化鐵素體,提高鋼的高溫強度。不銹鋼空冷后室溫組織分為鐵素體鋼,奧氏體鋼,馬氏體鋼,奧氏體-鐵素體雙相鋼,沉淀硬化型或時效硬化型鋼。耐熱鋼的脆化形式淬火脆化,回火脆化,時效脆化,二次淬火脆化或高鉻鐵素體鋼的晶粒長大脆化,及鉻鎳奧氏體鋼沿晶界析出碳化

3、物脆化,475℃脆化和σ相脆化。珠光體耐熱鋼以Cr,Mo,W,V,為主加元素的中低合金鋼。鋁及鋁合金焊接時會出現(xiàn)氫氣孔,還存在強的氧化能力,熱導(dǎo)率和比熱容大,熱裂紋傾向大,容易形成氣孔,焊接接頭容易軟化,合金元素蒸發(fā)和燒損,焊接接頭的耐腐蝕性低于母材,固態(tài)和液態(tài)無色澤變化等問題。銅及銅合金焊接時易出現(xiàn)難融合及易變形,焊縫易產(chǎn)生熱裂紋,易生成氣孔,焊縫塑形下降,導(dǎo)電性下降,耐蝕性下降等問題。焊接紫銅常會出現(xiàn)哪些問題？答：1難融合及易變形2產(chǎn)生熱裂紋3產(chǎn)生氣孔4接頭塑形導(dǎo)電性耐蝕性下降。出現(xiàn)問題的原

4、因？1熱導(dǎo)率大使熱量很快消失,線脹系數(shù)和收縮率大,易變形。2銅在融化狀態(tài)易與其中雜質(zhì)氧反應(yīng)生成Cu2O,Cu2O與Cu形成低熔點共晶,且共晶溫度低于銅的熔點,使焊縫形成熱裂紋,S與O相同。3焊縫為單質(zhì)α組織,易生成粗大的晶粒加劇熱裂紋生成,收縮率及線脹系數(shù)大,應(yīng)力較大促使熱裂紋生成。4氫及水蒸氣在焊接時形成氫氣孔.5焊縫及熱影響區(qū)出現(xiàn)粗大晶粒,加入一定量的脫氧元素,降低了焊縫塑性與導(dǎo)電性,合金元素的氧化和蒸發(fā),接頭的各種缺陷。晶界上脆性共晶存在導(dǎo)致耐蝕性下降。如何防止？1使用大功率的熱源，在焊前

5、或焊中采取預(yù)熱或保溫措施,提高加工剛度,增加防變形。2對融化金屬進行脫氧,且嚴格控制焊縫中S的含量3控制焊接時氫的來源,降低熔池的冷卻速度,使氣體容易逸出使氣體容易析出減少氧氫來源和對熔池進行適當?shù)拿撗跏谷鄢芈洹?采用埋弧焊或惰性氣體保護焊提高焊縫金屬的純度。鑄鐵與低合金鋼產(chǎn)生裂紋的原因有何不同？論述產(chǎn)生裂紋的特點。答：鑄鐵產(chǎn)生裂紋主要是冷裂紋(熱應(yīng)力超過其塑性變形能力而發(fā)生突然斷裂)和熱裂紋(焊縫C,S,P含量不均形成低熔點共晶在奧氏體間分布),低合金鋼產(chǎn)生的裂紋主要是冷裂紋(淬硬組織引起)

6、和熱裂紋(隨碳及合金元素增加結(jié)晶偏析傾向形成),再熱裂紋(焊后消除應(yīng)力熱處理或焊后高溫加熱)。特點：鑄鐵：1焊縫和熱影響區(qū)都有較大的冷裂紋敏感性2一般在400℃以下伴隨脆性斷裂聲3尺寸較大,甚至貫穿整個焊縫的宏觀裂紋4焊縫底部形成熱裂紋甚至宏觀熱裂紋。低合金鋼：1隨著鋼材強度級別的提高，合金元素的增加，淬硬傾向逐漸增大,冷裂紋傾向加大2熱裂紋一般不會出現(xiàn),但隨碳含量和合金元素含量的增加,也可出現(xiàn)熱裂紋3為加強淬透性和回火穩(wěn)定性加入的一些合金元素易引起再熱裂紋。含鈮及鈦的不銹鋼在焊接接頭產(chǎn)生刀狀腐

7、蝕的原因是什么？答：固化之后加上敏化,其敏化機理是晶界析出碳化物,緊靠熔合線的金屬加熱到1000℃以上時,原先析出的碳化鈦開始分解,碳和鈦都向奧氏體中溶解,變成固溶態(tài),如果達到1300℃以上,如果時間允許,碳化鈦幾乎可以完全溶解,于是金屬就變成了固溶處理,如果該處正好是下一道焊縫熱影響的800-1000℃區(qū)帶,冷卻過程中肯定要經(jīng)過450-800℃的敏化溫度,產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向。單道焊縫的結(jié)構(gòu)經(jīng)過敏化溫度的受熱,同樣要在熱影響區(qū)的過熱段出現(xiàn)晶間腐蝕的傾向,由于前次焊縫的過熱區(qū)段很窄,再次受熱而敏化

8、區(qū)也就很窄放在腐蝕介質(zhì)作用下形成刀狀腐蝕。低碳鋼與其它鋼為什么要預(yù)熱，預(yù)熱的作用是什么？答：（1）預(yù)熱能減緩焊后的冷卻速度，有利于焊縫金屬中擴散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋。同時也減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了焊接接頭的抗裂性?！　。?）預(yù)熱可降低焊接應(yīng)力。均勻地局部預(yù)熱或整體預(yù)熱，可以減少焊接區(qū)域被焊工件之間的溫度差（也稱為溫度梯度）。這樣，一方面降低了焊接應(yīng)力，另一方面，降低了焊接應(yīng)變速率，有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋?！　。?）預(yù)熱可以降低焊接結(jié)構(gòu)的拘束度，對降低角接接頭的拘束度尤為明顯，隨