简答题1. 铸铁分为哪几类?
铸铁可分四类:灰铸铁、白口铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁。
2. 什么是线能量?焊接时线能量大好,还是小好?
熔焊时,由焊接热源输入给单位长度焊缝上的能量,称为线能量。
焊接时线能量小好。因为,线能量增大时,热影响区宽度增大,加热到高温的区域增宽,在高温的停留时间增长,同时冷却速度减慢。对于低温钢、强度级别较高的低合金钢,必须严格控制线能量。因为线能量增大会导致焊接接头塑性和韧性的下降。对焊接具有淬硬倾向的钢材,降低冷却速度,减小淬硬倾向的主要工艺措施是进行预热,而不是增大线能量,所以线能量还是小好。
3. 什么是气体保护电弧焊?气体保护电弧焊有几种不同的方法?
用外加气体作为电弧介质,并保护金属熔滴、焊接熔池和焊接区高温金属的电弧焊方法称为气体保护电弧焊,简称气体保护焊。
气体保护电弧焊的不同方法是:不熔化电极气体保护电弧焊(如钨极氩弧焊、等离子弧焊等)和熔化电极气体保护电弧焊(如熔化极氩弧焊、CO2气体保护电弧焊等)。
4. 什么是一次结晶?什么是二次结晶?
热源离开后,焊接熔池的金属由液态转变为固态的过程称为焊接熔池的一次结晶。一次结晶结束后,高温的焊缝金属冷却到室温时,所经过的一系列相变过程,称为焊缝金属的二次结晶。
5. 什么是偏析?偏析有哪几种?
熔池在一次结晶过程中,由于冷却速度快,已凝固的焊缝金属中的化学成分来不及扩散,因此,合金元素的分布是不均匀的,这种现象称为偏析。
偏析有显微偏析、区域偏析和层状偏析三种。
6. 什么是夹杂物?夹杂物有哪几种?它对焊缝质量有什么影响?
由焊接冶金反应产生的,焊后残留在焊缝金属中的非金属杂质(如氧化物、硫化物等)称为夹杂物。
夹杂物有氧化物和硫化物两种。
夹杂物主要是SiO2、MnS和FeS。这些夹杂物对焊缝质量的危害性较大。SiO2是引起焊缝热裂纹的原因之一;MnS和FeS对钢的性能影响最大,是促使焊缝形成热裂纹的主要因素之一。
7. 低合金结构钢焊接时的主要问题是什么?
低合金结构钢焊接时的主要问题是裂纹和脆化。
(1)裂纹 低合金结构钢焊接时,在焊接接头中可能产生的焊接裂纹有冷裂纹、热裂纹和再裂纹。
冷裂纹是低合金结构钢焊接时常见的一种裂纹,并往往具有延迟的性质。主要发生在强度级别较高的钢材的厚板结构中。
低合金结构钢产生热裂纹的可能性比冷裂纹小得多,只有在原材料化学成分不符合规格,如含S、C量偏高,严重偏析时方有可能产生。
含有V、Cr、Mo、B等合金元素的低合金结构钢有产生再热裂纹的倾向。
(2)脆化 焊接热影响区的粗晶过热区是整个焊接接头中冲击韧度最低的区段,即所谓脆化区,低合金结构钢粗晶过热组织产生脆化的原因有两个:一是由于粗晶区产生了魏氏组织;二是产生了淬硬组织,特别是强度等级较高的低合金结构钢,淬硬倾向比较严重。
8. 等离子弧有哪几种形式?各有什么应用?
根据电源的接法和产生等离子弧的形式不同,等离子弧可分为三种形式,即非转移弧、转移弧和联合型等离子弧。
(1)非转移弧 又叫间接等离子弧。这种等离子弧的温度可达10000~20000K,由于对焊件的加热是间接的,热的有效利用率不高,可用于薄板的焊接。
(2)转移弧 这种电弧可直接加热焊件,热的利用率大大提高,可用于中等厚度以上焊件的焊接。
(3)联合型等离子弧 它是把非转移弧(小弧)和转移弧(大弧)联合起来应用的。小弧起稳定电弧和补充加热的作用,大弧起直接加热焊件,使之熔化进行焊接的作用,经常使用的焊接电流为0.1~50A。10A以下可用来焊接很薄的金属箔(0.02~0.8mm);几十安以上可用来焊接厚度小于2mm的薄板。
9. 什么是焊接缺陷?
焊接过程中在焊接接头中产生的不符合设计或工艺文件要求的缺陷就是焊接缺陷。
10. 常见的焊接缺陷有哪些?
常见的焊接缺陷有焊缝表面尺寸不符合要求、焊接裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合、夹渣、焊瘤、塌陷、凹坑、烧穿、夹杂等。
11. 优质焊条应符合哪些基本要求?
优质焊条应符合的要求是:
①应容易引燃电弧,在焊接过程中电弧燃烧平稳,再引弧容易;
②药皮应均匀熔化,无成块脱落现象,药皮的熔化速度应稍慢于焊芯的熔化速度,使焊条熔化端部能形成喇叭形套筒,这样有利于金属熔滴过渡和造成保护气氛;
③焊接过程中不应有过多的烟雾或过大、过多的飞溅;
④保证熔敷金属具有一定的抗裂性、所需的力学性能和化学成分;
⑤焊后焊缝成形良好,熔渣容易清除;
⑥焊缝射线探伤应不低于CB 3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》所规定的二级标准。
12. 碳素钢是如何分类的?
碳素钢的分类方法很多,主要分类方法如下。
①按钢的含碳量不同可分为:含碳量<0.25%的低碳钢;含碳量为0.25%~0.6%的中碳钢;含碳量>0.6%的高碳钢。
②按钢的冶炼方法不同可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
③按钢的质量不同可分为普通碳素钢、优质碳素钢和高级优质碳素钢。
④按钢的用途可分为碳素结构钢(含碳量大多在0.7%以下)和碳素工具钢(含碳量一般大于0.7%)。
13. 优质碳素结构钢有何特点?如何分类?
这类钢供应时既保证化学成分,又保证力学性能。钢中有害杂质硫、磷及非金属杂物的含量较少,故其质量和均匀性比较好。含碳量波动范围小,因此热处理性能较稳定。其按化学成分不同可分为普通含锰钢和较高含锰钢两类。
14. 什么是合金钢?与碳素钢相比,合金钢具有哪些优越性?
合金钢是指在碳素钢的基础上,为改善钢的某些性能,在冶炼时特意加入一些元素(如硅、锰、铬、镍、钨、钒、钛、钼、稀土元素等)而炼成的钢。
与碳素钢相比,合金钢具有以下优越性。
①具有比碳素钢更高的力学性能。除具有高的强度外,在同样强度下合金钢的塑性和韧性更好。
②具有更高的淬透性,在相同的冷却介质中冷却,其淬透深度比碳素钢要大得多。淬火、回火后的力学性能也比碳素钢要好。
③具有高的热硬性。
④某些合金钢的高温力学性能比碳素钢高。
⑤某些高的合金钢具有特殊的物理化学性能。
15. 铸铁可分为哪几种?碳在铸铁中有哪几种存在形式?
根据铸铁中碳存在形式的不同可将其分为白口铸铁、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁。
碳在铸铁中有五种存在形式,即在白口铸铁中,碳绝大部分以渗碳体的形式存在;在灰铸铁中,碳大部分或全部以片状石墨形式存在;在可锻铸铁中,碳大部或全部呈团絮状石墨形式存在;在球墨铸铁中,碳大部或全部呈球状石墨形式存在;在蠕墨铸铁中碳大部分以蠕虫状石墨形式存在。
16. 球墨铸铁有哪几种?其性能如何?
球墨铸铁按基体的组织不同,可分为铁素体基体球墨铸铁、铁素体-珠光体基体球墨铸铁和珠光体基体球墨铸铁三种。其性能是强度、塑性和韧性较高,有良好的减摩性、消震性,低的缺口敏感性以及良好的铸造性和切削加工性等。
17. 常见的金属晶格有几种类型?
金属晶体的晶格类型很多,但常见的有三种类型:体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。
18. 什么是合金?其组织结构有哪几种类型?
由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素熔合在一起所得到的具有金属特性的物质称为合金。
合金组织结构的类型很多,根据构成合金的各元素之间相互作用的不同,可将合金组织结构分为固溶体、金属化合物和机械混合物等三种类型。
19. 铁碳合金的基本组织有哪几种?各自的特征是什么?
铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体和马氏体。
铁素体是碳溶解在α-Fe中所形成的固溶体。奥氏体是碳溶解在γ-Fe中所形成的固溶体。渗碳体是铁和碳的化合物。珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物。莱氏体的平均含碳量为4.3%,按温度不同,莱氏体分高温莱氏体和低温莱氏体,高温莱氏体是渗碳体和奥氏体的机械混合物,低温莱氏体是渗碳体和珠光体的机械混合物。马氏体是碳溶解于α-Fe中的过饱和固溶体。
20. 什么是焊缝?焊缝的形式有哪几种?
焊接后在焊件中所形成的结合部分即是焊缝。
焊缝的形式有以下几种。
①按结合形式焊缝可分为对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和端接焊缝四种形式。
②按断续情况焊缝可分为连续焊缝和断续焊缝两大类。断续焊缝常见于T形接头的角焊缝,根据断续形式可分为并列断续角焊缝和角错断续角焊缝。应注意,间断焊缝只适用于角焊缝中强度要求不高,以及不需要密闭的结构焊接。
21. 通常焊缝余高的取值范围是多少?
一般是根据不同的板厚,规定相应的余高值。通常当焊件板厚小于12mm时,手弧焊的余高值为0~1.5mm;板厚大于12mm时,手弧焊的余高值为0~3mm,埋弧焊均取为0~4mm。
22. 熔深和焊缝厚度是否是一个尺寸,为什么?
熔深和焊缝厚度不是一个尺寸。虽然他们的尺寸取值都是在焊缝横截面同一个方向上,但是所取尺寸的部位不完全相同。熔深是母材熔化的深度;而焊缝厚度则是焊缝正面到焊缝背面的距离。
23. 为什么在焊缝的外形尺寸中要控制余高和凸度?
在对接焊缝中,焊缝表面焊趾连线上面那部分焊缝金属的高度叫余高;而凸度是角焊缝横截面中的焊趾连线与焊缝表面之间的最大距离。它们都是焊趾连线上面那部分焊缝金属的高度。这部分高度使焊缝的横截面增加,强度提高,并且能增加X射线拍片的灵敏度,但却使焊趾处产生应力集中,所以,这部分高度不能太低,也不能太高,应根据不同的板厚加以控制。
24. 什么是焊接工艺参数?
焊接时,为保证焊接质量而选定的诸物理量,如焊接电流、电弧电压、焊接速度、线能量等的总称,即焊接工艺参数。
25. 焊接电流、电弧电压和焊接速度对焊缝的形状和尺寸有什么影响?
(1)焊接电流 当其他条件不变时,增加焊接电流,焊缝的厚度和余高都增加,而焊缝宽度则几乎保持不变。
(2)电弧电压 当其他条件不变时,电弧电压增大,焊缝宽度显著增加,而焊缝厚度和余高将略有减小。
(3)焊接速度 当焊接速度增加时,焊缝厚度和焊缝宽度都大为减小。
所以,当要求焊缝厚度一定时,为提高焊接速度,就应进一步提高焊接电流和电弧电压,这三个工艺参数应综合选用,以取得合格的焊缝形状和尺寸。