焊接冶金學(xué)-材料焊接性復(fù)習(xí)資料

1、第三章合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接1、分析熱軋鋼和正火鋼的強(qiáng)化方式及主強(qiáng)化元素有什么不同，二者的焊接性有何差別，在選擇焊接材料時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？、分析熱軋鋼和正火鋼的強(qiáng)化方式及主強(qiáng)化元素有什么不同，二者的焊接性有何差別，在選擇焊接材料時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？答：熱軋鋼通過(guò)固溶強(qiáng)化，主強(qiáng)化元素有：Mn、Si，而正火鋼除了固溶強(qiáng)化之外，還利用合金元素的沉淀強(qiáng)化，主強(qiáng)化元素有：Mn、Mo、Nb、V、Ti等。熱軋鋼因其碳含量低，冷裂傾向不大，而正火鋼隨其強(qiáng)度級(jí)別

2、、碳當(dāng)量及板厚提高，淬硬性及冷裂傾向隨之增加，需采取工藝措施，如控制焊接熱輸入、預(yù)熱、焊后熱處理等措施控制裂紋。熱軋鋼和正火鋼因其碳含量較低，而錳含量較高，熱裂紋傾向不大，但Cr、Mo等沉淀強(qiáng)化的正火鋼具有消除應(yīng)力裂紋傾向，可以采用提高預(yù)熱溫度或者焊后熱處理等措施來(lái)防止消除應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生。熱軋鋼和正火鋼均可能產(chǎn)生粗晶脆化或者熱應(yīng)變脆化，正火鋼需采用較小焊接熱輸入量，而熱軋鋼則需適中。在選擇焊接材料時(shí)需注意：（1）選擇與母材力學(xué)性能匹配的

3、相應(yīng)級(jí)別的焊接材料；（2）同時(shí)考慮熔合比和冷卻速度的影響；（3）考慮焊后熱處理對(duì)焊縫力學(xué)性能的影響。2、分型、分型Q235的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求？的焊接性特點(diǎn)，給出相應(yīng)的焊接材料及焊接工藝要求？答：Q235屬于熱軋鋼，因其碳含量低，冷裂傾向不大；又因其錳含量較高，熱裂傾向不大，主要問(wèn)題是過(guò)熱區(qū)可產(chǎn)生粗晶脆化，需控制焊縫熱輸入量。另外，具有一定的熱應(yīng)變脆化傾向，加入一定的氮化物形成元素可有效防止。Q235可采用焊條

4、電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊等方法，選擇與母材力學(xué)性能匹配焊接材料，主要有：焊條電弧焊E5015E5016；埋弧焊HJ431、焊絲H08AH08Mn2；二氧化碳保護(hù)焊：H08Mn2SiA6、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)脆化機(jī)制是否相同？為什么低碳調(diào)質(zhì)鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接可、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)脆化機(jī)制是否相同？為什么低碳調(diào)質(zhì)鋼在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接可以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊

5、后進(jìn)行調(diào)制處理？以保證焊接質(zhì)量，而中碳調(diào)質(zhì)鋼一般要求焊后進(jìn)行調(diào)制處理？答：低碳調(diào)質(zhì)鋼熱影響區(qū)脆化的原因除了奧氏體晶粒粗化的原因外，更主要的是上貝氏體和MA組元的形成。中碳馬氏體脆化的主要原因是產(chǎn)生大量脆硬的高碳、粗大馬氏體組織。低碳調(diào)質(zhì)鋼因其碳含量低，基體組織是強(qiáng)度和韌性都較高的低碳馬氏體下貝氏體；其馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms較高，可提供一次“自回火”，以上因素均有利于防止裂紋的產(chǎn)生，因而在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下就可以保證其焊接質(zhì)量。中碳調(diào)質(zhì)鋼因其含碳量及合

6、金元素含量較多，Ms較低，形成高碳馬氏體，且不提供“自回火”，致使焊縫和熱影響區(qū)的淬硬性和冷裂傾向大，另外還有軟化問(wèn)題，高碳馬氏體引起的硬化和脆化可以通過(guò)焊后回火處理予以解決，但無(wú)法消除高溫回火區(qū)所引起的軟化問(wèn)題，只有焊后重新調(diào)質(zhì)處理才能解決上述問(wèn)題。8、同一牌號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)制狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)，焊接工藝有什么差別？為什么低碳鋼一般不在退火狀態(tài)下、同一牌號(hào)的中碳調(diào)質(zhì)鋼分別在調(diào)制狀態(tài)和退火狀態(tài)進(jìn)行焊接時(shí)，焊接工藝有什么差別？

7、為什么低碳鋼一般不在退火狀態(tài)下進(jìn)行焊接？進(jìn)行焊接？答：在退火狀態(tài)下進(jìn)行焊接，可以通過(guò)焊后調(diào)質(zhì)處理獲得性能滿足要求的焊接接頭，其主要問(wèn)題是解決裂紋問(wèn)題，常用的焊接方法如：焊條電弧焊、埋弧焊TIGMIG等方法均可，選擇焊接材料盡量保證不產(chǎn)生冷、熱裂紋，焊縫金屬的調(diào)質(zhì)規(guī)范應(yīng)和母材一致，采用很高的預(yù)熱溫度、層間溫度和中間熱處理等措施防止裂紋產(chǎn)生。在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下進(jìn)行焊接，主要問(wèn)題是防止焊接裂紋、熱影響區(qū)高碳馬氏體所引起的硬化和脆化以及高溫回火區(qū)所引

8、起的強(qiáng)度降低。為了防止焊接冷裂紋，可選用塑韌性好的奧氏體焊條，如鎳基合金。另外為了消除熱影響區(qū)淬硬組織和防止延遲裂紋的產(chǎn)生，必須采用預(yù)熱，層間溫度控制，中間熱處理，并應(yīng)焊后及時(shí)進(jìn)行回火處理，上述工藝過(guò)程的溫度控制應(yīng)比母材淬火后的回火溫度至少低50℃。為了減少熱影響區(qū)的軟化，采用熱量集中，能量密度高的焊接方法，而且控制焊縫的熱輸入，采用TIG、MIG方法。低碳調(diào)質(zhì)鋼因其碳含量低，基體組織是強(qiáng)度和韌性都較高的低碳馬氏體下貝氏體，其Ms較高，

9、可提供一次自回火，以上因素均有利于防止裂紋的產(chǎn)生，因而在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下就可以保證其焊接質(zhì)量，沒(méi)有必要在退貨狀態(tài)下進(jìn)行焊接。9.珠光體耐熱鋼的焊接特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同？珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強(qiáng)度用鋼有什么不同？為什么？珠光體耐熱鋼的焊接特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼有什么不同？珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強(qiáng)度用鋼有什么不同？為什么？答珠光體耐熱鋼的焊接特點(diǎn)與低碳調(diào)質(zhì)鋼相似，焊接中存在的主要問(wèn)題是冷裂紋、熱裂紋以及熱影響區(qū)的硬化、軟化問(wèn)題

10、。但由于珠光體耐熱鋼的Cr、Mo等合金元素含量高于低碳調(diào)質(zhì)鋼，其消除應(yīng)力裂紋傾向大；另外，由于珠光體耐熱鋼在350500℃溫度區(qū)間長(zhǎng)期運(yùn)行，有產(chǎn)生回火脆化的問(wèn)題。低碳調(diào)質(zhì)鋼一般采用低于200℃的預(yù)熱溫度，且不采用焊后熱處理。而珠光體耐熱鋼一般均在預(yù)熱狀態(tài)下進(jìn)行焊接，焊后大多進(jìn)行高溫回火處理。為了保證焊縫性能與母材匹配，具有必要的熱強(qiáng)性，珠光體耐熱鋼的焊縫成分應(yīng)與母材相近，且焊縫中的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求比母材低一些，焊縫金屬的合金成分及使用溫

11、度下的強(qiáng)度性能應(yīng)與母材相一致，或應(yīng)達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)條件提出的最低性能指標(biāo)。而一般強(qiáng)度用鋼根據(jù)其強(qiáng)度級(jí)別選用焊接材料，一般采用“等強(qiáng)匹配”；或者強(qiáng)度稍低于母材，但具有較高的韌性。第四章1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？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？答由于不銹鋼加熱時(shí)，晶內(nèi)過(guò)飽和的碳向境界擴(kuò)散，與晶界附近的鉻結(jié)合形成鉻的碳化物Cr23C6或者（Cr，F(xiàn)e）23C6，并在晶界析

12、出，由于碳比鉻的擴(kuò)散快得多，鉻來(lái)不及從晶內(nèi)補(bǔ)充到晶界，以致于晶界附近區(qū)域的含鉻量低于0.12，即第六章鑄鐵焊接4.分析灰鑄鐵同質(zhì)焊縫產(chǎn)生冷裂紋（熱應(yīng)力裂紋）的原因及防止措施。鑄鐵冷裂紋與鋼的焊接冷裂紋相同嗎？分析灰鑄鐵同質(zhì)焊縫產(chǎn)生冷裂紋（熱應(yīng)力裂紋）的原因及防止措施。鑄鐵冷裂紋與鋼的焊接冷裂紋相同嗎？答：灰鑄鐵同質(zhì)焊縫易產(chǎn)生裂紋，原因如下：灰鑄鐵在500℃以下幾乎沒(méi)有塑性，強(qiáng)度低；片狀石墨的尖端成為應(yīng)力集中的區(qū)域，止裂能力差；另外，冷卻

13、較快時(shí)，焊縫尤其半溶合區(qū)具有強(qiáng)烈的淬硬盒白口化傾向，焊接應(yīng)力大，上述因素致使灰鑄鐵同質(zhì)焊縫易產(chǎn)生冷裂紋。其防止措施有：1）預(yù)熱減小焊接熱應(yīng)力，促進(jìn)石墨化，改變焊縫無(wú)塑性狀態(tài)；2）加入一定量的錳、鎳、銅等合金元素，使焊縫析出石墨，并相繼發(fā)生貝氏體和馬氏體轉(zhuǎn)變，利用相變塑性松弛焊縫熱應(yīng)力。鑄鐵冷裂紋與鋼的焊接冷裂紋不同。5.說(shuō)明用鎳基鑄鐵焊條電弧冷焊鑄鐵時(shí)，焊縫易產(chǎn)生熱裂紋的原因及防止措施說(shuō)明用鎳基鑄鐵焊條電弧冷焊鑄鐵時(shí)，焊縫易產(chǎn)生熱裂紋的

14、原因及防止措施答：用鎳基鑄鐵焊條電焊冷焊鑄鐵時(shí)，由于鑄鐵母材中含有較多的硫、磷等雜質(zhì)，溶入鎳基奧氏體焊縫金屬后，與鎳形成NiNi3S2(644℃)、NiNi3P(880℃)等低熔點(diǎn)共晶，而鎳基合金凝固后較為出大的單相奧氏體柱狀晶，利于低熔點(diǎn)共晶成連續(xù)分布，促進(jìn)熱裂紋的產(chǎn)生。調(diào)節(jié)焊縫碳、硅、鈷、稀土的合金含量，降低硫磷的含量或偏析程度，或脫硫脫磷；另外，減小溶合比，降低母材的稀釋作用。9.9.說(shuō)明鑄鐵異質(zhì)焊縫焊條電弧冷焊工藝要點(diǎn)說(shuō)明鑄鐵異

15、質(zhì)焊縫焊條電弧冷焊工藝要點(diǎn)“短段斷續(xù)分散焊、較小電流熔深淺、每段錘擊消應(yīng)力、退火焊道前段軟。短段斷續(xù)分散焊、較小電流熔深淺、每段錘擊消應(yīng)力、退火焊道前段軟?！钡木唧w內(nèi)容。的具體內(nèi)容。答：使用異種焊接材料進(jìn)行鑄鐵電弧冷焊時(shí)，在保證焊縫金屬成形與母材溶合良好的前提下，盡量用小規(guī)格焊條和小規(guī)范施焊，并采用短弧焊、短段焊、斷續(xù)焊、分散焊及焊后立即錘擊焊縫等工藝措施，適當(dāng)提高焊接速度，不作橫向擺動(dòng)，并注意選擇合理的焊接方向和焊接順序，其目的是降低

16、焊接應(yīng)力，減小半熔化區(qū)和熱影響區(qū)寬度，改善接頭的加工性及防止裂紋產(chǎn)生。為了采用較低的電弧電壓和較快的焊接速度進(jìn)行焊接，為了避免焊補(bǔ)溫度過(guò)高，應(yīng)力增大，采用斷續(xù)焊。趁焊縫金屬高溫塑性良好時(shí)，立即用較鈍的尖頭小錘快速錘擊焊縫，使之產(chǎn)生明顯塑性變形，消除伴隨冷卻收縮而增大的熱應(yīng)力。采用退火焊道降低焊縫的淬硬性開(kāi)裂傾向。３.什么是碳遷移過(guò)渡層？焊接異種鋼時(shí)如何防止碳的擴(kuò)散遷移？（第什么是碳遷移過(guò)渡層？焊接異種鋼時(shí)如何防止碳的擴(kuò)散遷移？（第8章）

17、章）答：異種鋼焊接時(shí)（特別是多層焊）和焊后回火處理以后，往往可以看到低合金一側(cè)的碳通過(guò)焊縫邊界（溶合線）向高合金焊縫中“遷移”的現(xiàn)象，分別在焊縫邊界形成脫碳層和增碳層，在低合金一側(cè)的母材上形成脫碳層，在高合金一側(cè)形成增碳層，這種脫碳層和增碳層的總稱(chēng)為碳遷移過(guò)渡層。防止措施：１）采用過(guò)度層，用碳化物形成元素（Ｖ、Nb、Ti）的焊條或高鎳奧氏體焊條，預(yù)先在珠光體一側(cè)坡口上堆焊過(guò)渡層，以防止珠光體的碳向熔合區(qū)遷移。2）采用中間過(guò)渡層，中間過(guò)渡

18、層的材質(zhì)與被焊異種鋼應(yīng)具有良好的焊接性，通常需用含強(qiáng)碳化物形成元素的珠光體鋼。3）采用鎳含量高的填充材料。1：奧氏體鋼焊接熱裂紋原因：：奧氏體鋼焊接熱裂紋原因：奧氏體鋼的熱導(dǎo)率小和線性膨脹系數(shù)大，冷卻過(guò)程形成大得拉應(yīng)力奧氏體鋼易于聯(lián)生結(jié)晶○1○2形成方向性強(qiáng)的柱狀晶組織，有利于有害雜質(zhì)的偏析，促使產(chǎn)生凝固裂紋奧氏體鋼及焊縫的合金組成成分較復(fù)雜，合金元素○3因溶解度有限形成易溶共晶2：普通純度鐵素體鋼的焊接方法普通純度鐵素體鋼的焊接方法：

19、焊條電弧焊、藥芯焊絲電弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、鎢極氬弧焊、埋弧焊。無(wú)論哪種方法，都應(yīng)以控制熱輸入為目的，限制焊接區(qū)的鐵素體晶粒過(guò)分長(zhǎng)大3：了解焊接性的基本概念，什么是工藝焊接性？其影響因素有哪些？：了解焊接性的基本概念，什么是工藝焊接性？其影響因素有哪些？（1）焊接性：指同質(zhì)材料或異質(zhì)材料在制造工藝條件下，能夠完成焊接，形成完整接頭并滿足預(yù)期使用要求的能力。（2）工藝焊接性：指金屬材料在一定的焊接工藝條件下，能否獲得優(yōu)質(zhì)，致密，無(wú)缺陷和

20、具有一定使用性能的焊接接頭的能力。（3）材料、工藝、設(shè)計(jì)、服務(wù)環(huán)境4.異種材料的焊接異種材料的焊接：將不同化學(xué)成分，不同組織性能的兩種或兩種以上的金屬在一定的工藝條件下焊接成規(guī)定設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件，并使其滿足預(yù)訂的服役要求。異種材料的焊接性取決于兩種材料的組織結(jié)構(gòu)，物理化學(xué)性能。5.影響異種材料焊接性的因素？影響異種材料焊接性的因素？（1）物理性能的差異（2）結(jié)晶化學(xué)性能的差異（3）材料的表面狀態(tài)（4）過(guò)渡層的性能。采取工藝措施：（1）盡量