焊接冶金学期末考试试卷

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大学试卷（A卷）

考试科目：焊接冶金学考试日期：2017年6月命题教师：第三组

学院：材料学院专业班级：材控任课教师：

学生姓名：学号：课序号：考试座位号：

一、名词解释(共10分,每个1分)

1.再热裂纹：

2.层状撕裂：

1.再热裂纹：再热裂纹，焊后焊件在一定温度范围内再次加热而产生的裂纹。

再热裂纹通常发生在熔合线附近的粗晶区中，从焊趾部位开始，延向细晶区停止。

2.层状撕裂：大型厚壁结构，在焊接过程中会沿钢板的厚度方向出现较大的拉

伸应力，如果钢中有较多的夹杂，那么沿钢板轧制方向出现一种台阶状的裂

纹。

二、填空(共38分,每个1分)

1、层状撕裂的裂纹特有的特征是呈状。

2、影响再热裂纹的主要因素是和。

3、含有的金属材料才具有产生再热裂纹的敏感性。

4、活性熔渣对焊缝金属的氧化可分为两种基本形式：（扩散氧化）、（置

换氧化）。

5、合金过渡的方式：（应用合金焊丝或带极）、（应用药芯焊丝或药芯焊

条）、（应用合金药皮或粘结焊剂）、（应用合金粉末）。

6、根据焊条药皮组成的不同，焊条药皮可分为八种类型，请任写出五种：

（氧化钛型）、（氧化钛钙型）、（钛铁矿型）、（氧化铁型）、（纤维素型）、

（低氢型）、（石墨型）、（盐基型）。

7、根据焊接过程的特点，一般焊缝中的偏析主要有哪三种：（显微偏析）、

（区域偏析）、（层状偏析）。

8、焊缝中常见的夹杂物有哪些：（氧化物）、（氮化物）、（硫化物）。

9、焊接本身的特点有：（加热的温度高）、（加热的速度快）、（高温停留

时间短）、（自然条件下连续冷却）、（局部加热）

三、简答题(共32分)

1.防止产生再热裂纹的方法有哪些？（6分）

（1）预热预热温度为200～450℃。若焊后能及时后热，可适当降低预热温度。

（2）应用低强度焊缝使焊缝强度低于母材以增高其塑性变形能力。

（3）减少焊接应力合理地安排焊接顺序、减少余高、避免咬边及根部未焊透等缺陷以减少焊接应力。

4. 试述防止焊缝中产生气孔的常用方法。

1)仔细清除焊件表面上的污物，手弧焊时在坡口面两侧各10mm、埋弧焊时各20mm范围内去除锈、油，应打磨至露出金属表面光泽，特别是在使用碱性焊条和埋弧焊时，更应做好清洁工作。

2)焊条和焊剂一定要严格按照规定的温度进行烘焙：酸性焊条75～150℃；碱性焊条350～450℃；焊剂250℃，并保温1～2h。烘焙后的焊条应放在焊条保温筒内，随用随取。碱性焊条在露天存放4h以上时应重新烘焙，重复烘焙的次数不得超过3次。

3)不应使用过大的焊接电流。

4)采用直流电源施焊时，电源极性应为反接。

5)碱性焊条施焊时，应采用短弧焊。

6)引弧时应将焊条略作停顿，对引弧处进行预热，否则引弧处容易形成气孔。

7)采用手弧焊打底、埋弧焊盖面的工艺时，打底焊条应为碱性焊条，用酸性焊条打底极易产生气孔。

8)气体保护焊时应调节气体流量至适当值、流量太小，保护不良，易使空气侵入形成气孔。

四、综合分析(共20分)

1.简述焊接裂纹的种类及其特征和产生的原因（10分）

2.压力容器用耐热钢及其焊接性

答：在普通碳钢中加入一定量的合金元素，以提高钢的高温强度和持久强度，就形成了低合金耐热钢，对于压力容器用低合金耐热钢，为改善其焊接性能，常常把碳含量控制在0.2％以下。这类钢通常以退火态或正火+回火状态交货。由于合金含量在2.5％以下的低合金耐热钢具有珠光体+铁素体组织，故也经常称为珠光体耐热钢，如15CrMoR。合金含量在3％~ 5％之间的低合金耐热钢供货状态为贝氏体+铁素体组织，故也称为贝氏体耐热钢，如12Cr2Mo1R。

压力容器上使用的低合金耐热钢主要是以加入铬和钼元素或辅以

加入少量的钒、钛等元素来提高钢的蠕变强度和组织稳定性，所以也经常称之为Cr-Mo耐热钢或Cr-Mo-V系耐热钢。也正由于这一类钢在耐高温的同时还具有良好的抗氢腐蚀性能，为此，Cr-Mo或Cr-Mo-V系的低合金耐热钢亦经常称为抗氢钢。

作为耐热钢，除上面已讲到的低合金耐热钢外，还有合金含量在在6％~ 12％之间的中合金耐热钢，如1Cr5Mo、1Cr9Mo1，和合金大于13％的高合金耐热钢，如1Cr17。由于在压力容器中这两类耐热钢并不多见，本节以叙述低合金耐热钢为主。

为保证耐热钢焊接接头在高温、高压和各种腐蚀介质条件下长期安

全的运行，其焊接接头性能应满足下列几点要求。

①接头的等强性耐热钢接头不仅应具有与母材基本相等的室温和高温短时强度，而且更重要的是应具有与母材相近的高温持久强度。

②接头的抗氢性和抗氧化性耐热钢接头应具有与母材基本相同的抗氢性和高温抗氧化性。为此，焊缝金属的合金成分和含量应与母材基本一致。

③接头的组织稳定性耐热钢焊接接头在制造过程中，特别是厚壁接头将经受长时间多次热处理，在运行过程中将长期受高温高压的作用，接头各区不应产生明显的组织变化及由此引起的脆变或软化。

④接头的抗脆断性虽然耐热钢压力容器大多数是在高温下工作，但当压力容器和管道制造完工后将在常温下进行设计压力1.25倍压力的水压试验。在安装检修完后，要经历水压试验及冷启动过程。因此，耐热钢焊接接头亦应具有一定的抗脆断性。

⑤接头的物理均一性耐热钢焊接接头应具有与母材基本相同的物理性能。焊缝金属的热膨胀系数和热导率应基本一致，这样就可避免接头在高温运行过程中的热应力。

附录焊接裂纹知识点总结