第一篇：焊接冶金學(重重點總結)考試必備!

焊接冶金學總結

緒論

1)焊接：焊接是指被焊工件的材質（同種或異種），通過加熱或加壓或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質達到原子間的結合而形成永久性連接的工藝過程。

2)焊接、釬焊和粘焊本質上的區別: 焊接：母材與焊接材料均熔化，且二者之間形成共同的晶粒；

釬焊：只有釬料熔化，而母材不熔化，在連接處一般不易形成共同晶粒，只有在母材和釬料之間形成有相互原子滲透的機械結合；

粘焊：既沒有原子的相互滲透而形成共同的晶粒也沒有原子間的擴散，只是靠粘接劑與母材的粘接作用。

3)熔化焊熱源：電弧熱、等離子弧熱、電子束、激光束、化學熱。

壓力焊和釬焊熱源：電阻熱、摩擦熱、高頻感應熱。4)焊接加熱區可分為活性斑點區和加熱斑點區

5）焊接溫度場：焊接時焊件上的某瞬時的溫度分布稱為焊接溫度場。6）穩定溫度場：當焊件上溫度場各點溫度不隨時間變化時，稱之

7）準穩定溫度場：恒定功率的熱源作用在焊件上做勻速直線運動時，經過一段時間后，焊件傳熱達到飽和狀態，溫度場會達到暫時穩定狀態，并可隨著熱源以同樣速度移動。

8）焊接熱循環：在焊接熱源的作用下，焊件上某點的溫度隨時間的變化過程。

第一章

1）平均熔化速度：單位時間內熔化焊芯質量或長度。

平均熔敷速度：單位時間內熔敷在焊件上的金屬質量稱為平均熔敷速度。

損失系數：在焊接過程中，由于飛濺、氧化、蒸發損失的一部分焊條金屬(或焊絲)質量與熔化的焊芯質量之比稱焊條損失系數。

熔合比：焊縫金屬中，局部熔化的母材所占的比例。熔滴的比表面積:表面積與質量之比

2）熔滴過渡的形式：短路過渡、顆粒狀過渡和附壁過渡。3）熔池：焊接熱源作用在焊件上所形成的具有一定幾何形狀的液態金屬部分就是熔池。

4）焊接過程中對金屬的保護的必要性：

（1）防止熔化金屬與空氣發生激烈的相互作用，降低焊縫金屬中氧和氮的含量。（2）防止有益合金元素的燒損和蒸發而減少，使焊縫得到合適的化學成分。（3）防止電弧不穩定，避免焊縫中產生氣孔。

5）手工電弧焊時的反應區：藥皮反應區、熔滴反應區和熔池反應區。6）藥皮反應區主要物化反應有： 1 水分蒸發： 2 有機物燃燒和分解： 3 鐵合金氧化： 7）熔滴反應區的特點： 熔滴溫度高，熔滴金屬過熱度大； 2 熔滴與氣體和熔渣的接觸面積大； 3 各相之間的反應時間短； 4 熔滴與熔渣發生強烈的混合。8）焊接區氣體來源：

1焊接材料：焊接區內的氣體主要來源于焊接材料。焊條藥皮、焊劑及焊絲藥芯中都含有造氣劑。

2熱源周圍的氣體介質：熱源周圍的空氣是難以避免的氣體來源，而焊接材料中的造氣劑所產生的氣體，不能完全排除焊接區內的空氣。

3焊絲和母材表面上的雜質：焊絲表面和母材表面的雜質，如鐵銹、油污、氧化鐵皮以及吸附水等，在焊接過程中受熱而析出氣體進入氣相中。

氣體的產生：

有機物的分解和燃燒 2 碳酸鹽和高價氧化物的分解 3 材料的蒸發 9）氮對金屬的作用：

焊接時電弧氣氛中氮的主要來源是周圍的空氣。焊接時空氣中的氮總是或多或少地會侵入焊接區，與熔化金屬發生作用。氮對焊接質量的影響：

促使焊縫產生氣孔：液態金屬在高溫時可以溶解大量的氮，凝固結晶時氮的溶解度突然下降，過飽和氮以氣泡形式從熔池中逸出，若焊縫金屬的結晶速度大于氮的逸出速度時，就形成氣孔。

氮是提高低碳、低合金鋼焊縫強度，降低塑性和韌性的元素。如果熔池中含有比較多的氮，一部分氮將以過飽和的形式存在于固溶體中；另一部分氮則以針狀氮化物Fe4N的形式析出，分布于晶界或晶內，因而使焊縫金屬的強度、硬度升高，而塑性、韌性，特別是低溫韌度急劇下降。

氮是促使焊縫金屬時效脆化的元素：焊縫金屬中過飽和的氮處于不穩定狀態，隨著時間的延長，過飽和的氮逐漸析出，形成穩定的碳氮化物Fe4N，因而使焊縫金屬的強度增加、塑性、韌性降低。

氮可以作為合金元素加入鋼中。在焊縫金屬中加入能形成穩定氮化物元素，如RE、A1、Ti、Zr等，可以抑制或消除時效現象。

控制焊縫含氮量的措施 1 加強焊接區的保護

（1）焊條藥皮的保護作用，取決于藥皮的成分和數量。

（2）藥芯焊絲的保護效果，取決于保護成分含量和形狀系數。2 焊接工藝參數的影響

（1）U↑（電弧長度↑），氮可以與熔滴作用時間τ↑，SN ↑，應盡量采用短弧焊。

（2）I↑，熔滴過渡頻率f↑,熔滴階段作用時間τ↓, SN↓。直流正極性焊接時焊縫含氮量比反極性(焊條接正極，工件接負極)時高。

（3）焊接速度對焊縫的含氮量影響不大。

（4）增加焊絲直徑，熔滴變粗，焊縫含氮量下降。

（5）多層焊時焊縫含氮量比單層焊時高，這與氮的逐層積累有關 3 利用合金元素控制焊縫合氮量：

(1)增加焊絲或藥皮中的含碳量可降低焊縫的含氮量，其原因是： a)碳能夠降低氮在鐵中的溶解度。b)碳氧化生成CO、CO2加強保護作用，降低了氮分壓。c)碳的氧化引起熔池沸騰，有利于氮的逸出。

(2)Ti、A1、Zr和稀土元素對氮有較大的親合力，能形成穩定的氮化物。并且這些氮化物不溶于鐵水，而進入熔渣中。這些元素對氧的親力也很大，因此，可減少氣相中NO的含量，這在一定程度上減少了焊縫的含氮量。10）焊縫金屬中的氫

擴散氫：氫原子及離子半徑很小，可以在焊縫金屬晶格中自由擴散，故被稱為擴散氫。

殘余氫：氫擴散到金屬的晶格缺陷、顯微裂紋或非金屬夾雜物邊緣的微小空隙中時，結合成氫分子，由于分子的半徑大而不能自由擴散，被稱為殘余氫。

氫對焊接質量的影響

形成氣孔熔池凝固結晶時，氫的溶解度突然下降，使氫處于過飽狀態，就促使發生如下反應：2H→H2，反應生成的分子氫在液態金屬中形成氣泡。當氣泡向外逸出的速度小于熔池的凝固速度時，就在焊縫中形成氣孔。2 產生冷裂紋焊接接頭冷卻到較低溫度（對于鋼來說在Ms溫度以下）時才產生的焊接裂紋稱為冷裂紋。

造成氫脆氫在室溫附近使鋼塑性嚴重下降現象稱為氫脆。氫脆是由于原了氫擴散聚集于鋼顯微空隙中，結合為分子氫，造成空隙內產生很高壓力，阻礙金屬塑性變形，導致金屬變脆。

出現白點白點是出現在焊縫金屬拉伸或彎曲試件的斷面上的一種白色園形斑點，中心含有微細氣孔或夾雜物，周圍則為銀白色的脆化部分，其形狀類似魚眼珠中的白點。它主要是在外力作用下，氫在微小氣孔或夾雜物處的集結造成脆化。控制氫的措施

限制焊接材料中的含氫量

清除工件及焊絲表面上的油污、雜質工件坡口附近以及焊絲表面上的鐵銹、油污、水分等是使焊縫增氫原因之一。

冶金處理焊條藥皮和焊劑中加入氟化物控制焊接材料的氧化還原勢，在焊條藥皮或焊芯中加入微量的稀土或稀散元素加入微量的Y、Te、Se可以大幅度降低擴散氫含量。4 控制焊接工藝參數 5 焊后脫氫處理 11）氧對焊接質量的影響 焊縫的強度、塑性、韌性明顯下降；尤其是焊縫金屬的低溫沖擊韌度急劇下降，引起焊縫金屬的時效硬化、熱脆及冷脆等、以及物理及化學性能的變化。2 形成氣孔：在熔池階段，溶解的氧與碳發生冶金反應，反應產物是不溶于金屬的CO。如果在熔池進行凝固時CO氣泡來不及逸出，就會形成CO氣孔。3 燒損的有益合金元素，從而使焊縫金屬的性能變壞。形成飛濺在熔滴中所進行的氧與碳的冶金反應，生成CO受熱膨脹，造成熔滴爆炸，形成飛濺，破壞了焊接過程的穩定性。控制氧的措施是預防和脫氧。

(1)采用純度高的焊接材料盡量采用不含或少含氧量的焊接材料。例如，采用低氧或無氧焊條、焊劑；采用高純度的惰性氣體作為保護氣體；真空條件下焊接，可以降低焊縫金屬含氧量。

(2)控制焊接工藝參數增加電弧電壓使空氣容易侵入電弧，并且增加了氧與熔滴接觸的時間，致使焊縫含氧量增加。為了減少焊縫合氧量應盡量采用短弧焊。(3)采用冶金方法進行脫氧通過向焊絲或焊條藥皮中加入某種合金元素，使這些合金元素在焊接過程中被氧化，從而保護被焊金屬及其合金元素不被氧化。12）熔渣在焊接過程中的作用（1）機械保護作用（2）冶金處理作用（3）改善焊接工藝性能

13）焊縫金屬的脫氧用于脫氧的元素或鐵合金稱為脫氧劑。

脫氧就是焊絲、焊劑或焊條藥皮中加入某種元素，使它在焊接過程中奪取氧而自身被氧化，使被焊金屬不被氧化，或減少氧化。目的：盡量減少焊縫中的含氧量。

選擇脫氧劑原則： 1)在焊接溫度下脫氧劑對氧的親和力應大于母材對氧的親和力。焊接鐵基合

金時，A1、Ti,Si、Mn等可作為脫氧劑。

2)脫氧產物不溶于液態金屬，其密度也應小于液態金屬的密度，從而使脫氧產物盡快上浮到液體中上，以減少夾雜物的數量，提高脫氧效果。3)綜合考慮脫氧劑對焊縫成分、力學性能及焊接工藝性能的影響。4)在滿足技術要求的前提下，應注意經濟性。

沉淀脫氧是在熔滴和熔池內進行的。增加金屬中的含錳量，減少渣中MnO，可提高脫氧效果。

14）焊縫金屬中硫的危害控制

硫以MnS、FeS兩種形式存在于鋼中。MnS不溶于液態鐵中，浮到熔渣中。少量的MnS夾雜物以彌散質點形式分布于焊縫。FeS的形式存在：凝固時FeS容易發生偏析，以低熔點共晶Fe+FeS（985℃）或FeS+FeO（940℃）的形式呈片狀或鏈狀分布了晶界，增加了結晶裂紋的傾向，降低焊縫的韌性和耐腐蝕性。焊接合金鋼、尤其是高鎳合金鋼時，S形成的NiS又與Ni形成熔點為644℃的低熔共晶NiS+Ni，使焊縫產生結晶裂紋的傾向更大。增加含碳量會促使硫發生偏析而加則它的危害性。

控制硫的措施

（1）限制原材料的含硫

（2）用冶金方法脫硫 15）焊縫中磷的危害

磷在鋼中主要以Fe2P、Fe3P的形式存在。在液態鐵中可溶解較多的磷，固態鐵中磷的溶解度很低。磷與鐵、鎳可以形成低熔點共晶.焊縫凝固時，磷易造成偏析。磷化鐵常分布于晶界，減弱晶間結合力，增加焊縫金屬冷脆性；磷還能促使形成結晶裂紋。

控制磷的措施：

(1）限制原材料的含磷量

（2）用冶金方法脫磷

16）合金過渡：就是把所需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬中去的過程。合金過渡的目的：

1補償焊接過程中由于氧化、蒸發造成合金元素損失。

消除焊接缺陷，改善焊縫金屬的組織和性能。A向焊縫中過渡錳，可消除因硫引起的熱裂紋；B向焊縫中加入Al、Ti、Mo、V、Nb、B、RE等合金元素以細化晶粒，提高焊縫的韌性。

獲得具有特殊性能的堆焊金屬。常用堆焊方法過渡Cr、Mo、W、Mn等合金元素，使零件表面獲得具有特殊性能的堆焊層，如耐磨性、耐熱性、耐蝕性、紅硬性等。

合金過渡系數：焊接材料的合金元素過渡到焊縫金屬中的數量與其原始含量的百分比.影響過渡系數的因素： 合金元素的物理化學性質 2 合金元素的含量 3 合金劑的粒度 4 藥皮或焊劑的成分 5 藥皮質量系數

第二章

1）焊條由藥皮和焊芯兩部分組成。2）焊條藥皮的作用：

1保護作用2冶金作用3使焊條具有良好的工藝性能 3）藥皮原材料的作用

1)穩弧 2)造渣 3)造氣 4)脫氧5)合金化6)粘結7)成形 4）影響焊縫成形的因素：

(1)熔渣凝固溫度(2)熔渣的粘度(3)熔渣的表面張力 5）影響脫渣性因素：

(1)熔渣與焊縫金屬的線膨脹系數相差越大，冷卻時熔渣越容易與焊縫金屬脫離。(2)熔渣的氧化性(3)熔渣的松脆性

6）與實芯焊絲相比，藥芯焊絲優點具有工藝性好、飛濺小、焊縫成形美觀、可采用大電流進行全位置焊接和熔敷效率高等優點。

第三章

1）熔池凝固的條件和特點 1 熔池的體積小，冷卻速度大。2 熔池金屬處于過熱狀態。3 熔池在運動狀態下凝固 4聯生結晶

2）焊縫中偏析有三種：1 顯微偏析2 區域偏析3 層狀偏析 3）影響WM－CCT圖的因素： 合金元素如果焊縫中合金元素增多或含氧量降低時，使WM-CCT圖向右移動。C、N、Mn、Ni、Cu等阻礙A相變，CCT圖向右移動。強碳化物形成元素(Mo、Cr、Nb、V、Ti、A1)抑制塊狀及先共析F，使塊狀F和PF轉變曲線下移

A化溫度與停留時間的影響A所處的溫度越高，時間越長，過冷A 穩定性就越大。原因：

(1)A晶粒長大，減少F析出的成核場所；

(2)使易于成為F析出核心的碳化物分解、溶于A中，阻礙F析出。(3)增大A的均勻化程度，故CCT圖曲線有移。冷卻速度的影響冷卻速度對于M形成溫度Ms點有一定影響。一般生產中的冷卻速度下，緩慢冷卻時Ms點升高。應力應變的影響過冷A轉變過程中，如有應力、應變作用時，不僅會影響擴散型P轉變，也會影響無擴散型M的轉變。4）焊縫希望獲得的固態相變組織：

針狀鐵素體（AF）細珠光體（S）下貝氏體（BL）板條馬氏體（MD）5）改善焊縫固態相變組織的途徑：

(一)焊后熱處理(二)多層焊接(三)錘擊焊道表面(四)跟蹤回火處理 6）氣孔和夾雜的危害：削弱有效工件斷面，降低焊縫強度和韌性；產生應力集中;夾雜引起裂紋。

7）氫氣孔出現在焊縫的表面上，斷面形狀如同螺釘狀，在焊縫的表面上看呈喇叭口形，而氣孔四周有光滑的內壁。有時也會出現在焊縫的內部。氮氣孔形成機理與氫氣孔相似，也多在焊縫表面，多數情況下成堆出現，與蜂窩相似。由于保護不好，有較多空氣侵入熔池所致

CO氣孔焊接碳鋼時，冶金反應產生了大量的CO，在結晶過程中來不及逸出而殘留在焊縫內部形成氣孔。氣孔沿結晶方向分布，像條蟲狀臥在焊縫內部。8）影響生成氣孔的因素及防治措施： 1 冶金因素的影響(1)熔渣氧化性的影響(2)焊條藥皮和焊劑的影響(3)鐵銹及水分對產生氣孔的影響 2 工藝因素的影響

(1)焊接工藝參數的影響I、U、V(2)電流種類和極性的影響(3)工藝操作方面的影響

9）焊縫中的夾雜的危害：焊縫或母材中有夾雜物存在時，不僅降低焊縫金屬的韌性，增加低溫脆性，同時也增加了熱裂紋和層狀撕裂的傾向。

焊縫中央雜物的種類：氮化物、氧化物、硫化物。

10）防止焊縫中產生夾雜物的最重要方面就是正確選擇焊條、焊劑，使之更好地脫氧、脫硫等。其次是注意工藝操作：

(1)選用合適的焊接工藝參數，以利于熔渣的浮出；(2)多層焊時，應注意清除前層焊縫的熔渣；(3)焊條要適當的擺動，以便熔渣浮出；(4)操作時注意保護熔池，防止空氣侵入。

11）改善焊縫金屬性能的途徑：固溶強化、變質處理(微合金化)、調整焊接工藝。

第四章

1）HAZ：熱源作用下焊縫兩側發生組織和性能變化的區域。2）焊接與熱處理條件比較

(1)加熱的溫度高(2)加熱的速度快(3)高溫停留時間短(4)自然條件下連續冷卻(5)局部加熱 3)焊接CCT的應用

（1）預測熱影響區的組織和性能，評定HAZ冷裂傾向。

（2）可以作為調節焊接工藝參數和改進工藝(預熱、后熱及焊后熱處理等)的依據。

影響CCT圖的因素

(1)母材化學成分的影響除鈷外，固溶于奧氏體合金元素都使C曲線向右移，即增加淬便傾向，降低Ms點，其中以碳影響最大。

(2)冷卻速度的影響冷卻速度不同，可得到不同的轉變產物。冷卻速度的增大，A1、A3、Acm均移向更低的溫度。共析成分也由0.83％C轉為0.4-0.8％C，在快速冷卻條件下，0.4％C的鋼就可以得到全部為珠光體的組織（偽共析組織）。冷卻速度增大時，Ms有所上升，并且會改變M形態。因為增大冷卻速度使M增大滑移的抗力，不均勻切變就會以孿晶方式進行，M就由條狀變為片狀。

(3)峰值溫度的影響：Tm越高，過冷A的穩定性加大，也會使A晶粒粗化，CCT圖向下和向右移動。

(4)晶粒粗化的影響近縫區強烈過熱而使晶粒發生嚴重長大，影響接頭性能，增大裂紋傾向。

(5)應力應變的影響焊接時不可避免地會產生熱應力、組織應力，以及拘束應力。4)HAZ脆化：粗晶脆化、析出脆化、組織脆化、熱應變時效脆化、氫脆化及石墨脆化等。

第五章 1）焊接裂紋的危害性

脆性斷裂減小有效承載面積，形成應力集中。2 隱蔽性潛在危險 產生機理的復雜性難以預防 4 主要斷裂事故

2）熱裂紋是在焊接時高溫下產生的，故稱熱裂紋。1 結晶裂紋 2 高溫液化裂紋3 多邊化裂紋。

3）應力腐蝕裂紋在腐蝕介質和拉伸應力的共同作用下產生一種延遲破壞的現象。4）結晶裂紋產生原因

（1）溶池凝固過程中，先結晶的金屬較純，后結晶的金屬含溶質和雜質較多，溶質和雜質富集在晶界（K0=CS/CL<1）。

（2）由于成分的偏析，富集的溶質和雜質與基體金屬形成較低熔點共晶。（3）凝固后期，低熔點共晶被排擠在柱狀晶體交遇的中心，呈“液態薄膜”狀覆蓋在晶粒的表面，割斷晶粒之間的聯系。

（4）由于凝固收縮，焊縫受到拉伸應力作用，焊縫中的液態薄膜成為薄弱地帶。在拉伸應力的作用下就有可能在這個薄弱地帶開裂而形成結晶裂紋。5）產生結晶裂紋的條件是：焊縫在脆性溫度區內所承受的拉伸應變大于焊縫金屬所具有塑性，或者說焊縫金屬在脆性溫度區內的塑性儲備量(Δes)小于零時就會產生結晶裂紋。6）防治結晶裂紋的措施：(一)冶金因素方面 控制焊縫中硫、磷、碳等有害雜質的含量

改善焊縫凝固結晶、細化晶粒是提高抗裂性的重要途徑(二)工藝因素方面 1 焊接工藝及工藝參數 2 接頭形式

7)焊接冷裂紋的影響因素

答: 1)、鋼種化學成分的影響2）、拘束應力的影響3)、氫的有害影響4)工藝影響①線能量②預熱溫度③焊后后熱④多層焊

8)防止冷裂紋的途徑有那些? 答：

（一）冶金方面

1）采用優質的低氫高韌焊接材料嚴格控制氫的來源如焊前烘干焊條、焊劑，仔細清除焊件上焊接區的油污、水銹等.通過焊接材料向焊縫添加合金元素，細化焊縫晶粒，提高焊縫金屬的塑性，有利于防止冷裂采用奧氏體焊條，奧氏體組織塑性好，可以減少焊接接頭的殘余應力，同時，奧氏體組織的焊縫能溶解較多的氫

（二）工藝措施方面:焊前預熱，后熱或焊后緩冷；合適的焊接線能量；焊后

熱處理。

9)為什么預熱有防止冷裂紋的作用？它對防止熱裂紋是否也有這樣的作用? 答：預熱可以降低冷卻速度，從而降低淬硬傾向，另外預熱也可以促使H的逸出以及降低應力，這樣可以綜合影響冷裂紋的產生，因此就可以根據冷裂紋敏感指數來確定不產生冷裂紋的預熱溫度。然而，對于熱裂紋，預熱可以降低熱輸入，從而降低脆性溫度區間，從而降低熱裂紋傾向。預熱對兩種裂紋影響的機理是不同的。

10)后熱對防止冷裂紋有何作用？它是否能全部代替預熱？

答：焊后緊急后熱可使擴散氫充分逸出，在一定程度上有降低殘余應力的作用，也可改善組織，降低淬硬性。從改善勞動條件出發，選擇合適的后熱溫度可以降低預熱溫度或者代替某些結構中的中間熱處理。然而，對一些不含Ni，Si的低合金高強鋼（18MnMoNb），在后熱過程中會使殘留奧氏體分解為滲碳體與鐵素體，即經過后熱后反而使熱影響區韌性下降。所以它并不能全部代替預熱。

第二篇：《焊接冶金學》知識點總結

焊接冶金學，焊接科學中的戰斗機，O Ye！

1.對被焊材質經過加熱加壓或者二者并用的方法，并且用或者不用填充材料，使工件的材質達到原子間的結合而形成永久性連接的工藝過程叫焊接。2.當被焊接的固體金屬表面接近相距ra時，就可以在接觸面上進行擴散，再結晶等物理化學過程，從而形成金屬健，達到焊接的目的。（原子間的作用力隨距離變化的圖中，在ra的距離時，吸引力最大。）

3.焊接過程中加壓，目的是為了破壞工件表面的氧化物，使結合處增大有效接觸的面積，從而達到緊密接觸，行成化學鍵。

4.對被焊工價加熱，是為了使金屬結合處達到塑性或熔化狀態，破壞氧化膜，降低金屬的變形阻力，同時增加原子的振動能，促進擴散，再結晶，化學反應和結晶過程的進行。5.金屬成功焊接所需的壓力和溫度是有關系的，壓力大，則溫度低，反之亦然。

6.一般焊接和釬焊的區別是：釬焊母材沒有熔化，所以只有釬料和母材間原子相互滲透的機械組合，而沒有形成共同晶粒，但是一般熔化焊接是通過原子的擴散形成共同晶粒的。7.粘貼是靠粘貼劑與母材之間的粘合作用，一般講沒有原子的相互滲透和擴散。

8.高頻感應熱是利用高頻感應所產生的二次電流作為熱源，實質上也是電阻熱的另一種形式。這種方法熱量高度集中，所以可以實現很高的焊接速度，如高頻焊管等，但對于不銹鋼和鋁等不易導磁的金屬難以實現高頻焊接。

9.電子束焊接，在真空中利用高速運動的電子撞擊金屬表面，使之加熱熔化，達到焊接的目的。由于在真空中所以焊接質量比較好而且可焊接得較深的焊縫。

10.等離子焊接，就是利用等離子電弧，是將普通電弧壓縮形成的高能量密度的電弧經行焊接。

11.熱焊接性，冶金焊接性，工藝焊接性：分別指在不同的熱循環，不同冶金過程，和不同的焊接工藝，所能得到優質焊縫的能力。

12.使用焊接性：整個焊接接頭能滿足技術規范和使用性能的程度。

13.焊接接頭形成過程，一般包括：加熱，熔化，液晶反應，凝固和固態相變。

14.焊接的化學冶金過程：指高溫時進行的氧化，還原，脫硫，脫磷等反應，可以影響最終的成分，組織和性能。

15.利用化學冶金可以：增加一些元素，提高焊縫的韌性，強度，塑性等，同時盡量降低硫，磷，氧，氮，氫等有害元素。

16.焊縫和熱影響區都能會發生固態相變。17.熱得傳遞共三種：傳導，對流和輻射。

18.熱傳導主要發生在固體中，是熱量從較熱的物體向較冷的物體傳導的過程。熱對流常發生在氣體或液體中，是相互擴散進入對方從而使能量均勻的而過程。熱輻射是不依賴與媒介的熱量傳導過程，熱量可以通過輻射和電磁波等形式傳導出去。

19.電弧給工件傳熱主要通過輻射和對流，工件上熱量的傳播主要通過熱傳導。20.焊件上某瞬時溫度的分布叫溫度場，可以用等溫線或者等溫面描述。21.正常焊接過程會形成準溫度場，它隨焊槍移動。

22.線能量是單位長度上施加的能量，可以用熱源功率p比焊接速度v得到。23.焊接區內各種物質在高溫下相互作用的過程，為焊接化學冶金過程。24.熔滴的溫度在1800到2400℃間。熔池的溫度約為1800℃。

25.熔池中的液態金屬以高速運動，可以充分混合液態金屬，同時有利于氣體和夾雜的排除，加速冶金反應，消除焊接缺陷。

26.如果不保護焊接，焊縫中的氧和氮的含量會顯著增加，同時錳和碳等元素會由于燒損而大量減少，最終焊縫的塑性和韌性大幅度降低，但是由于氮的強化作用，焊縫的強度不會太大。

27.自保護焊接用脫氧劑和脫氮劑將焊接過程中的氧氮除去，使之進入熔渣中，從而實現自我保護。

28.埋弧焊的焊劑，顆粒太大，不利于阻擋空氣，顆粒太小，不利于焊縫氣體的排出，所以埋弧焊的焊劑顆粒應當適中。

29.溶合比：熔池或者焊縫中，母材金屬比焊接材料。

30.熔敷系數：單位時間，單位電流，所能熔敷到焊件上的金屬的質量，用來表征焊接效率。31.藥皮的重量系數：藥皮的重量比焊芯的重量。

32.N在焊接過程中主要來源與空氣，而且N一旦進入焊縫比較難以脫去，所以對于N應該以防為主。N在焊縫中冷卻過程中來不及溢出，可以過飽和固溶與焊縫中，從而提高焊縫的強度，但是焊縫的塑性和韌性都是下降的。

33.H焊接過程中的H主要來源于水分和焊接材料中，所以防H的最有效辦法是對焊接材料進行烘干，酸性焊條在250℃下烘干，堿性焊條可在350℃下烘干。焊后脫H是在350℃下保溫一小時，效果也比較好。

34.H原子或者離子可以在材料中可以自由移動，稱為擴散H，擴散H在缺陷處聚集，則會形成H分子，不在能夠移動，稱為殘余H。

35.焊縫中的O一般用化學冶金的方法脫去，因為O比較活潑。

36.多數氣體在金屬高溫時具有較高的溶解度，在金屬冷卻過程中溶解度下降，如果金屬結晶的速度大于氣體溢出的速度，則會在焊縫中形成氣孔。

37.S是對焊縫有百害而無一益的元素，FeS在高溫時可以和金屬無限互溶，但是在常溫時幾乎是不溶解的，所以容易在晶界偏析，使得焊縫的塑性和韌性嚴重下降。S一般也用冶金的方法脫去。

38.一般情況P也是有害的化學元素，但是脫P比較空難，一般設法防止其在焊接材料中存在。P和S都是應為在晶界偏析造成塑性和韌性的嚴重下降，所以是有害的。39.通過焊接材料將元素過渡到焊縫中去叫做合金過渡。

40.塑性使用斷面收縮率和伸長率來表征的，其實表示了金屬的變形能力，它與脆性是相對應的，而韌性是材料吸收能量的能力。41.結構鋼一般是低碳鋼或者低合金鋼。

42.低碳鋼或者低合金鋼在其斷面處常有銀白色的圓形局部脆斷點，叫氫白點，說明焊縫中H含量過高。

43.二保焊是低H型焊接方法，O對焊縫是有害處的，會使焊縫的強度，塑性和韌性急劇下降。

44.堆焊應盡量減小熔合比，以防止母材對焊曾成分和組織的影響。45.焊接區內的氣體主要來源于：冶金反應，保護氣體，空氣。

46.焊接銅銅合金，鋁鋁合金管，不銹鋼，分別要用對應焊條，銅焊條，鋁焊條和不銹鋼焊條。普通碳鋼焊條不能實現焊接。

47.不銹鋼焊條分為鉻型不銹鋼焊條和鉻鎳型不銹鋼焊條。48.酸性焊條：工藝性好，成型好，可用交或直流電源焊接。

堿性焊條：焊后焊H少，強度，塑性和韌性好。

49.焊條型號本是國標規定的，牌號本是生產廠商指定的，后也統一為國標。50.藥皮不可過厚，否則容易形成套筒使電弧熄滅。51.不銹鋼焊條容易導致藥皮發紅，因為其電阻較大。52.不同焊接位置是指：平，橫，仰，立，（為是想仰焊，可加大電弧吹力）

53.型號E4303，E5015，E指焊條，43.50指熔敷金屬抗拉強度，kgf/mm2。0.1指焊接位置。3.5指使用的電源。

54.牌號J422，J507,J指結構鋼焊條，42.50指熔敷金屬抗拉強度，2.7指焊接電源。55.焊劑是能夠在焊接過程中熔化形成熔渣和氣體對焊接進行保護的顆粒性物質。56.焊劑一般用在埋弧焊和電渣焊中。

57.焊劑分為熔煉焊劑和非熔煉焊劑，非熔煉焊劑又分為粘結焊劑（400℃以下焙燒而成）和燒結焊機（400-1000℃焙燒而成）

58.藥芯焊絲是用薄鋼帶進過卷曲同時填充藥粉后進過拉拔而成的。

59.藥芯焊絲的截面一般不做成“O”型，應為這種形狀一般電弧不穩，一般來講，橫截面越復雜越對稱，則電弧越穩定。

60.焊劑的型號“xx-xxx”前面一般為焊劑的型號，后面一般為與之配用的焊絲的型號。61.鑄鐵也是可以焊接的，焊接鑄鐵有專用的鑄鐵焊絲。

62.選擇焊接材料一般采用與母材等強度同時化學成分相近的原則。63.藥性焊絲一般分為有造渣劑的和無造渣劑兩種。

64.焊絲的作用:引燃電弧，傳導電流。熔化形成焊縫，作為填充材料。

65.熔池凝固的特點：熔池體積小，冷卻快，淬硬性明顯。溫度梯度大，柱狀晶明顯。加熱溫度高，合金元素燒損嚴重，抑制非均勻形核。動態結晶，有利于冶金反應，氣體和夾雜排除，母材與焊接材料均勻混合，消除缺陷。

66.晶粒有許多晶胞組成，貌似每形成一個晶核就會形成一個晶粒。

67.焊接波紋就是等溫面，柱狀晶本是垂直于等溫面的，故就垂直于焊接波紋了。

68.焊速過大，會使柱狀晶垂直于焊縫生長，并將雜志“趕”到焊縫中央，會沿焊縫形成縱向裂紋，又稱為結晶裂紋。

69.偏析：的意思就是某一區域某化學元素的含量特別高，例如碳鋼的焊縫處碳的含量會非常高，這便叫做偏析。

70.晶粒的位相不同，導熱不同，溶解量不同，導致熔合區是一個區而非一條線。

71.熔池在結晶過程中，先結晶部分的純度高，后結晶部分含雜質多，如果是緩慢冷卻，則可以發生固相的擴散，從而達到成分的均勻，但是在焊接的情況下冷卻速度快，來不及擴散，所以在焊接的情況下偏析更嚴重。

72.多層焊，后層焊道會對前層焊道起到正貨作用，所以會事組織細化。73.珠光體就是鐵素體和Fe3C的片層狀混合物。74.片層狀珠光體叫珠光體

粒狀珠光體叫屈氏體

細珠光體叫索氏體

75.馬氏體最常見的是板條狀的

76.產生氣孔的原因是：高溫時溶解了較多的氣體，化學冶金反應釋放出較多氣體，在冷卻的過程中氣體來不及逸出，焊縫便凝固，最終形成氣孔。

77.H氣孔是喇叭口狀的，N氣孔呈蜂窩狀成對分布的，CO氣孔眼焊縫條狀分布的內氣孔，在二保焊中，CO氣孔也呈現外氣孔。

78.Mn，Si在焊接中的主要作用1.脫氧2.固溶強化。

79.改善焊縫組織的其他方法有：1.預熱2.多層焊3.錘擊焊縫4.跟蹤回火。80.HAZ：head affected zone 81.t8/5,t8/3,t100分別代表800-500,800-300，峰值-100℃所需要的時間。

82.多層焊接：長段多層焊，短段多層焊。長段多層焊一般指1m以上的，焊第二層時，第一層已經冷卻到室溫，不適合焊接淬硬傾向明顯的鋼種。短段多層焊一般指40-50mm，適合焊接淬硬傾向明顯的鋼種。83.熱處理時，從常溫加熱到奧氏體的過程屬于擴散性相變。

84.重結晶：從常溫加熱到奧氏體再冷卻，在相變溫度是發生第二次結晶的過程叫重結晶。85.焊縫性能可以通過焊接材料配合焊接工藝得到保證，但是HAZ不能改變成分，所以比較難以掌控。

86.對于HAZ應該考慮：脆化，硬化，軟化，韌化以及綜合力學性能，抗腐蝕性能和疲勞性能。

87.碳當量：合金元素對淬硬性的貢獻折合成碳的相當含量。88.碳當量，各個國家都建立了自己的相應公式，可以計算得到。

89.粗晶脆化是指熔合區附近晶粒長大相互吞并，晶界遷移，最終脆性明顯。90.組織脆化，是指生成了淬硬的馬氏體組織而造成的脆化。

91.在鐵素體的基體上有顆粒狀的高碳的馬氏體小島，叫M-A組元，M-A組元會使得焊件嚴重脆化。

92.析出脆化是指含有非平衡組織，在實效或回火過程中，沿晶界析出碳化物，氮化物，金屬件化合物，而使金屬催化的現象。

93.韌性是材料在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，是材料強度和塑性的綜合表現。94.一般情況應該控制使焊縫的淬硬性小于HAZ區，以防止產生冷裂紋。

95.結晶裂紋是，柱狀晶將雜質“趕到”焊縫中央，形成低熔共晶的液態薄膜，最終沿焊縫中央形成的縱向裂紋，屬于熱裂紋。

96.低熔共晶物超過一定界限之后，反而有“愈合”裂紋的作用。

97.防止結晶裂紋的辦法：a，減少S,P等雜質的含量。b，減少應力和外界拘束。c，焊速慢一些，減少柱狀晶。

98.液化裂紋和結晶裂紋的機理是一樣的，低熔共晶形成液態薄膜，在外界或內部應力的作用下開裂。不同點是產生的部位不同，結晶裂紋形成在焊縫，沿焊縫縱向開裂的長裂紋，液化裂紋形成在HAZ區，一般為短裂紋，一般小于0.5mm，最長1mm。

99.雖然液化裂紋很小，但是經常作為其他缺陷的發源地，所以破壞性也是比較大的。100.液化裂紋可能出現在HAZ，多層焊的前道焊縫中。

101.多層焊，前層焊道中在沒有產生結晶裂紋的前提下，可能產生液化裂紋，說明液化裂紋比結晶裂紋更容易產生。

102.液化裂紋是HAZ或前層焊縫在高溫的作用下，是奧氏體晶界的低熔共晶物從新熔化，在應力的作用下開裂。

103.多變化裂紋的形成機理：已凝固的焊縫由于快速冷卻而保留了大量的晶格缺陷（空位和位錯），在一定溫度和應力的作用下發生聚集，而形成“二次邊界”，又稱“多變化裂紋”，這些裂紋一般不與凝固邊界重合，在冷卻過程中由于塑性降低而沿這些邊界開裂。104.多邊化裂紋是空位和位錯移動和聚集形成二次邊界，在應力的作用下開裂。105.熱裂紋全部是沿結晶擴展的，冷裂紋有沿晶界擴張的也有穿晶擴展的。

106.M硬的原因是：C原子以間隙原子的形式存在于晶格中，使鐵原子偏離平衡位置，晶格發生較大畸變，位錯不易移動，組織處于較硬的狀態。

107.高溫時H會逸出不會用致裂作用，只用100℃時氫的含量才是致裂的有效氫的含量。108.演示裂紋經常出現在HAZ，只用少量出現在焊縫，因為我們進場人為控制使焊縫的C含量低于HAZ，從而保證焊縫的淬硬傾向小。

109.在高中碳鋼和低中合金鋼中，淬硬傾向大，且H不易逸出，所以容易產生淬硬裂紋，在低合金鋼中，由于 淬硬傾向小，且H容易逸出，所以不易產生演示裂紋。

110.應力來源：a，不均勻的加熱產生的熱應力。b，不均勻的組織變性長生的組織應力。c，外界拘束產生的拘束應力。111.拘束度定義為：單位長度的焊縫的根部發生單位長度的彈性位移所需的力的大小。112.淬硬組織，H的含量，拘束應力是產生冷裂紋的三個直接原因。

113.焊接后未出現裂紋，而在熱處理過程或者在高溫（500-600℃）工作時產生的裂紋叫再熱裂紋或去應力處理裂紋。

114.再熱裂紋：a，有一定溫度區間（500-900℃），b，有沉淀強化相的鋼種，c，有殘余應力和應力集中，d，粗晶區。再熱過程中，殘余應力導致松弛，晶界的滑移量超過該部位的塑性變形，變成生了在熱裂紋。

115.電渣焊和埋弧焊適合焊接厚板，但是熱輸入較大，容易導致晶粒粗大。116.大型厚壁結構，在焊接過程中容易產生沿厚度方向上的殘余應力，如果鋼板中含有夾雜，則容易沿鋼板扎制方向產生臺階狀的裂紋叫層狀撕裂。

117.層狀撕裂的全貌：大體有平行于扎制方向的平臺和大體垂直于平臺的剪切比所組成。118.層狀撕裂一般發生在內部，不容易被發現。

119.應力腐蝕裂紋：在應力的作用下，發生位錯的移動，當位錯移動到工件表面時，會讓沒有氧化膜的金屬裸漏在外表面，再在腐蝕介質的作用下，發生下列反應M=M+ +e-，從而發生金屬的溶解。負電子e-會跑到金屬其他區域發生e-+ H+ =H,從而使H擴散到金屬內部，造成脆化。

120.造成應力腐蝕裂紋一般是有拉應力造成的，壓應力一般不造成應力腐蝕裂紋。

121.防止應力腐蝕裂紋，主要a，防止應力。b，防止腐蝕，可以加入緩蝕劑或者用電化學保護。

第三篇：焊接冶金學考點總結

焊接工藝克服阻礙金屬表面密切接觸的兩項措施1對被焊接的材質施加壓力2對被焊材料加熱（局部或整體）焊接被焊工件的材質（同種或異種）通過加熱或加壓或二者并用用或不用填充材料使工件的材質達到原子間的結合而形成永久性連接的工藝過程 焊接、釬焊、粘焊本質區別1焊接母材與焊接材料均熔化且二者形成共同的晶粒2釬焊只有釬料熔化而母材不熔化在連接處一般不容易形成共共同晶粒只有在母材與鮮釬料之間形成有相互原子滲透的機械結合3粘焊既沒有原子的相互滲透而形成共同的晶粒也沒有原子間的擴散只是靠粘接劑與木材的粘接作用 熔焊熱源電弧熱、等離子弧熱、電子束、激光束、化學熱 壓力焊釬焊熱源電阻熱、摩擦熱、高頻感應熱 焊接加熱區分為活性斑點和加熱板點區 焊接熱循環在焊接熱源的作用下焊件上某點的溫度隨時間變化的過程 熔滴過渡形式1短路過度2顆粒狀過度3附壁過度 短路過渡：在短弧焊時焊條端部的熔滴長大到一定尺寸與熔池發生接觸形成短路電弧熄滅的現象（同時在各種力的作用下熔滴過渡到熔池中電弧重新引燃）熔滴的過渡形式尺寸和過度頻率取決于藥皮的成分與厚度、焊芯直徑、焊接電流和極性等因素，堿性焊條在較大的焊接電流范圍內主要是短路過度和大顆粒狀過度，酸性焊條主要是細顆粒狀和附壁過度 熔滴越細小其比表面積（表面積/質量）越大 增大焊接電流或藥皮中加入表面活性物質等可使比表面積增大有利于加強冶金反應 L（熔池長度）=UI*P(比例系數)熔滴階段的反應主要是在焊條末端進行的 手工電弧焊三反應區藥皮熔滴熔池 熔滴反應區特點1熔滴溫度高2熔滴和氣體和熔渣的接觸面積大3各項之間的反應時間短4熔滴和熔渣發生強烈的混合 熔滴反應區主要物化反應1氣體的溶解和分解2金屬的蒸發3金屬及其合金成分的氧化還原4焊縫金屬的合金化（反應時間最短、溫度高、接觸面積大、有強烈的混合所以冶金反應最激烈，許多反應可達到接近終了的程度，對焊縫成分影響最大）熔合比焊縫金屬中局部熔化的母材所占的比例 氮：對焊接質量的影響1促使焊縫產生氣孔2是提高低碳低合金鋼焊縫強度降低塑性和韌性的元素3促使焊縫金屬時效脆化4可作為合金元素進入剛中 控制焊縫含氮量措施1堅強焊接區的保護a焊條藥皮的保護作用取決于藥皮的成分和數量b藥芯焊絲的保護效果取決于保護成分含量和形狀系數2焊接工藝參數的影響a盡量采用短弧焊（U升高電弧變長熔滴與空氣接觸時間過長）b增大電流，熔滴過渡頻率增大接觸時間縮短c焊接速度對焊縫的含氮量影響不大d增大焊絲直徑，熔滴變粗e單層焊比多層焊含氮量低（直流正極性焊接時焊縫含氮量比反極性(焊條接正極工件接負極)時高）3利用合金元素控制含氮量a增加焊絲或藥皮中的含碳量可降低焊縫含氮量（1碳可降低氮在鐵中的溶解度2碳氧化生成CO、CO2加強保護作用降低氮分壓3碳的氧化引起熔池的沸騰有利于氮的逸出）b添加Ti、Al、Zr和稀土元素對氮有很大的親和力，能形成穩定的化合物 氫：擴散氫氫原子及氫離子的半徑很小可以在焊縫金屬晶格中自由擴散 殘余氫氫擴散到金屬的晶格缺陷、顯微裂紋或非金屬夾雜物邊緣的微小空隙中時結合成氫分子，由于分子的半徑大而不能自由擴散 氫的動態行為金屬中的氫含量因擴散的緣故隨時間的變化，擴散氫減少殘余氫增加而總氫量下降（擴散氫一部分從焊縫逸出一部分變為殘余氫）氫對焊接質量的影響1形成氣孔（熔池凝固結晶時溶解度突然下降，使氫處于過飽和狀態促使發生2H=H2反應生成分子在液態金屬中形成氣泡，當氣泡向外逸出的速度低于熔池的凝固速度時，就在焊縫中形成氣孔）2產生冷裂紋焊接接頭冷卻到較低溫度時（對于鋼來說在Ms溫度以下）時產生的焊接裂紋成冷裂紋3造成氫脆氫在室溫附近使鋼塑性嚴重下降現象稱為氫脆，是由于原子氫擴散聚集到鋼顯微空隙中結合為分子氫造成空隙內產生很高的壓力阻礙金屬塑性變形導致金屬變脆4出現白點白點是出現在焊縫金屬拉伸或彎曲試件的斷面上的一種白色圓形斑點中心含有微細氣孔或夾雜物，周圍則為銀白色的脆化部分，其形狀類似于魚眼珠中的白點它主要是在外力作用下，氫在微小氣孔和夾雜物處的集結造成脆化 控制氫的措施1限制焊接材料中的含氫量2清除工件及焊絲表面的污垢雜質工件坡口附近以及焊絲表面上的鐵銹油污水分等使焊縫増氫的因素3冶金處理a焊條藥皮和焊劑中加入氟化物b控制焊接材料的氧化還原勢c在焊條藥皮或焊芯中加入微量的稀土元素或稀散元素Y/Te /Se可大幅降低擴散氫的含量4控制焊接工藝參數5焊后脫氫處理（焊后把焊件加熱到一定溫度促使氫擴散逸出的工藝叫做脫氫處理）熔渣種類：1鹽類熔渣 主要是由金屬氟酸鹽氯酸鹽

和不含氟的化合物組成的屬于這個類型的渣系有CaF2-NaF、CaF2-BaCl2-NaF等鹽型熔渣的氧化性很小，所以主要應用于焊接鋁、鈦及其他化學活性金屬及其合金2鹽-氧化物型熔渣主要有氟化物和強金屬氧化物組成的CaF2-CaO-Al2O3等都屬于這類熔渣它們主要用于焊接合金鋼及合金，因為這類型的熔渣氧化性較小3氧化物型熔渣主要有金屬氧化物組成這類熔渣含有較多的弱氧化物，因此氧化性較強主要用于焊接低碳鋼和低合金鋼 熔渣在焊接工藝中的作用1機械保護作用2冶金處理作用3改善焊接工藝性能 熔渣的活性、粘度和表面張力等都與熔渣的堿度有密切關系 熔渣的粘度取決于熔渣的成分和溫度，實際上取決于熔渣的結構 氧：氧對焊接質量的影響1焊縫的強度韌性和塑性明顯的下降尤其是焊縫金屬的低溫沖擊韌度急劇下降，引起焊縫金屬的時效硬化、熱脆及冷脆等，以及物理機化學性能的變化2形成氣孔在熔池階段，溶解的氧與碳發生冶金反應，反應產物是不容于水的Co如果在熔池進行凝固時Co氣泡來不及逸出就會形成Co氣孔3燒損有益合金元素從而使焊縫金屬性能變壞4形成飛濺 在熔滴中所進行的氧與碳的冶金反應生成CO受熱膨脹造成熔滴爆炸，形成飛濺破壞焊接過程的穩定性 控制氧的措施是預防和脫氧1采用純度高的焊接材料（盡量采用不含或少含氧量的焊接材料）2控制焊接工藝參數，盡可能的采用短弧焊（增加電弧電壓使空氣容易侵入電弧并且增加了氧與熔滴接觸的時間，致使焊縫含氧量增加）3采用冶金方法進行脫氧通過向焊絲或焊條藥皮中加入某種合金元素，是這些合金元素在焊接過程中被氧化從而保護被焊金屬及其合金元素不被氧化 焊縫金屬的脫氧用于脫氧的元素或鐵合金稱為脫氧劑

脫氧就是焊絲焊劑或焊條藥皮中加入某種元素使它在焊接過程中奪取氧而自身被氧化，使被焊金屬不被氧化或減少氧化 目的減少焊縫中的含氧量 選擇脫氧劑的原則1在焊接溫度下脫氧劑的親和力應大于母材對氧的親和力，焊接鐵基合金時AL、Ti、Si、Mn等可作為脫氧劑2脫氧產物不溶于液態金屬其密度也應小于液態金屬的密度從而使脫氧產物盡快上浮到液體上以減少夾雜物的數量提高脫氧效果3綜合考慮脫氧劑對焊縫成分、力學性能及焊接工藝性能的影響4在滿組技術要求的前提下應注意經濟實用性 先期脫氧藥皮加熱階段固態藥皮中進行的脫氧反應特點脫氧過程和脫氧產物與熔滴不發生直接關系 先期脫氧的效果取決于脫氧劑對氧的親和力、它的粒度、氧化劑與脫氧劑的比例、焊接電流密度等 沉淀脫氧是在熔滴和熔池中進行原理是溶解在液態金屬中的脫氧劑和FeO直接反應把鐵還原脫氧產物浮出液態金屬 增加金屬中含Mn量減少渣中MnO可提高脫氧效果，一定溫度下加入過多Mn會形成固態產物易造成焊縫夾雜 擴散脫氧的優點是不會因脫氧而造成夾雜 合金過渡把需要的合金元素通過焊接材料過渡到焊縫金屬中的過程 合金過渡的目的1補償焊接過程中由于氧化蒸發造成合金元素損失2消除焊接缺陷改善焊縫金屬的組織和性能a向焊縫金屬中過渡錳可消除硫引起的熱裂紋b向焊縫中加入AL、Ti、Mo等合金元素以細化晶粒提高焊縫韌性3獲得特殊性能的堆焊金屬 合金過度系數焊接材料的合金元素過渡到焊縫金屬中的數量與其原始含量的百分比 影響過度系數的因素1合金元素的物理化學性質2合金元素的含量3合金劑的粒度4藥皮或焊劑的成分5藥皮質量系數 E4315 其中E表示焊條 43表示熔敷金屬抗拉強度的最小值（以kgf/mm2計）1表示焊條適用于全位置焊接 5表示焊條藥皮為低氫鈉型，并可采用直流反接焊接；J507 其中J代表結構鋼焊條50焊縫金屬抗拉強度不低于490MPa（50kgf/mm2）7 低氫型藥皮、直流 藥皮作用1保護2冶金3是焊條具有較好的工藝性能 藥皮原材料作用1引弧2造渣3造氣4脫氧5合金化6粘結7成形種類1金屬及鐵合金2礦物3化工產品4有機物 焊條工藝性能1焊接電弧的穩定性2焊縫成形3焊接位置適應性4飛濺5脫渣性6焊條融化速度7焊皮的發紅程度及焊條發塵量

焊劑作用隔離空氣保護焊接區金屬不受空氣侵害以及進行冶金處理 焊劑質量要求1良好的冶金性能2良好的工藝性能3焊劑顆粒應符合要求4含水量不得大于0.10%5機械夾雜物的含量不得大于0.30%6含硫量不得大于0.06%含磷量不得大于0.08% 高硅焊劑 1高硅無錳或低錳焊劑配合高錳焊絲（Mn=1.5-1.9%）2高硅中錳的含錳焊絲（0.8-1.1%）3（我國之最）高硅高猛焊劑配合低碳鋼焊絲或含錳焊絲（焊縫金屬含氧量及含磷量較高韌脆轉變溫度高不宜用于焊接對于低溫人性要求較高的結構）影響焊縫成形因素1熔渣凝固溫度2熔渣粘度3熔渣表面張力 影響脫渣因素1熔渣與焊縫金屬的線膨脹系數相差越大冷卻時熔渣越容易與焊縫金屬脫離2熔渣的氧化性3熔渣松脆性 藥芯比實心焊絲優點工藝性好飛濺小焊縫成形美觀可采用大電流進行全位置焊接熔敷效率高 層狀偏析由于結晶過程周期性變化而化學成分分布不均勻造成的焊縫斷面的分層現象（熔池金屬結晶時在結晶前沿的液體金屬中溶質的濃度較高同時也富集了一些雜質當冷卻速度較慢時這一層濃度較高的溶質和雜質可以通過擴散而減輕偏析程度但冷卻速度很快時還沒來得及均勻化就已凝固，造成了溶質和雜質較多的結晶層這些分層式由于結晶周期性變化而化學成分不均勻分布造成的）熔池凝固條件及特點1熔池體積小冷卻速度大2熔池金屬處于過熱狀態3熔池在運動狀態下凝固4聯生結晶 焊縫三種偏析顯微區域層狀 焊縫希望獲得的固相相變組織針狀鐵素體細珠光體下貝氏體板條馬氏體 改善焊縫固態相變組織的途徑焊后熱處理多層焊接錘擊焊道表面跟蹤回火處理 焊縫中產生氣孔的根本原因高溫是金屬溶解了較多的氣體在進行冶金反應時又產生了相當多的氣體這些氣體在焊縫凝固過程中來不及逸出 兩類氣孔的形成①高溫時某些氣體溶解于熔池金屬當凝固和變相時氣體溶解度下降來不及逸出殘留在焊縫內部的氣體如氫氮（焊縫表面）②由冶金反應產生不溶于金屬的氣體如二氧化碳水等（焊縫內部）焊縫中形成氣孔的機理①氣泡的生核 至少具備兩個條件液態金屬中有過多飽和氣體；生核有能量消耗②氣泡的長大 氣泡核形成后要繼續長大氣泡長大滿足Ph》Po 3氣泡上浮當氣泡長大到一定程度便開始上浮在不利條件下有可能殘留在焊縫中而形成氣孔

影響生成氣孔的因素及預防措施1冶金因素的影響（熔渣的氧化性藥皮和焊機的冶金反應保護氣體的氣氛水分和鐵銹等）2工藝因素影響（焊接工藝參數電流種類電壓焊接速度等）3工藝操作方面a焊前仔細清除焊件焊絲上的污垢提別是油質b焊條焊劑要嚴格烘干之后放置時間不得過長最好放在保溫桶隨用隨取c焊接時規范要保持穩定對于低氫型焊條盡量采用短弧焊并適當配合擺動以利氣體逸出 焊縫中常遇到的夾雜物①氧化物 氧化夾雜物主要是SiO2其次是MnO、TiO2和Al2O3這種夾雜物若密集地以塊狀或片狀分布時在焊縫中全引起熱烈紋在母材中也易引起層狀撕裂焊接過程中熔池脫氧越完全焊縫中氧化物夾雜越少②氮化物 夾雜物主要是Fe4N由于是一種脆硬化合物會使焊縫硬度增高塑韌性急劇下降一般焊接條件下焊縫中很少存在氮化物夾雜只有在保護不好時才能發生③硫化物 夾雜主要源于焊條藥皮或焊劑經冶金反應轉入熔池夾雜物主要有兩種MnS FeS前者影響小后者影響較大因為FeS沿晶界析出并與Fe或FeO形成低熔共晶是引起熱裂紋主要原因之一

防止焊縫中夾雜物的措施最重要的就是選擇焊條焊劑使之更好地脫氧脫硫其次是注意工藝操作1選用合適的焊接工藝參數以利熔渣的浮出2多層焊時應注意清除前層焊縫的熔渣3焊條適當擺動以便熔渣浮出4操作時注意保護熔池防止空氣入侵 改善焊縫金屬工藝性能的措施焊縫的固溶強化變質處理（微合金化）調整焊接工藝

跟蹤回火處理每焊完一道焊縫立即用氣焊火焰加熱加熱焊道表面溫度來控制在900~1000左右（跟蹤回火不僅改善了焊縫的組織同時改善了整個焊接區性能因此焊接質量顯著提高）臨界板厚隨著板厚的增加冷去速度Wc增大而冷卻時間T8/5變短當板厚增加到一定程度則Wc和T8/5不再變化此時的板厚δcr 在同樣冷卻速度下焊接時比熱處理時的脆硬傾向小 焊接時冷卻為什么會有兩種不同傾向根據金屬學原理可以知道碳化物合金元素只有它們充分溶解在奧化體的內部才會增加奧氏體的穩定性很顯然在熱處理條件下可以有充分時間使碳化物合金元素向奧氏體內部擴散而在焊接條件下由于加熱速度快高溫停留時間短所以這些合金元素不能充分溶解在奧氏體中因此降低了淬硬傾向組織脆化析出機理焊接HAZ出現脆硬組織造成根據被焊鋼種的不同焊接時冷卻條件不同在HAZ出現不同脆硬組織?M-A組元脆化是焊接低合金高強鋼時一定冷卻速度條件下形成不僅出現在焊縫也出現在HAZ增大脆性?析出脆化某些金屬或合金焊接區處于非平衡態組織化學物理上都明顯不均勻性時效和回火過程從非穩態固溶體沿晶界析出碳化物氮化物等提高金屬或合金強硬度和脆性?厚板多層焊時按一般規律粗晶區組織將得到細化改善第一道粗晶區性能但某些鋼種未改善保留粗晶區組織和結晶學位向關系稱為組織遺傳這種遺傳引起的脆化為 遺傳脆化機理?在上貝氏體溫度范圍內因奧氏體含碳量高較大速度下全轉變為片狀馬氏體?由于析出產物出現后阻礙位錯運動且析出產物不均勻有偏析和聚集存在提高金屬強度硬度?加熱調制剛奧氏體形成兩種不同機制有序和無序轉變新形成的奧氏體與原始非平衡組織有一定位向關系繼承了原奧

氏體晶粒大小形狀取向 熱應變時效脆化在制造焊接結構的過程中不可避免的進行下料氣割焊接和其他熱加工等程序而引起的局部應變塑性變形對焊接HAZ脆化有很大影響 韌性材料在塑性應變和斷裂全過程中吸收能量的能力他是強度和塑性的綜合表現 冷裂紋金屬經焊接或鑄造成型后冷卻到低溫時產生的裂紋 特征1產生溫度高強鋼在Ms點附近或200-300度以下溫度區間內2產生的鋼種和部位發生在高碳鋼中碳鋼中合金高強鋼熱影響區合金元素的超高強剛Ti合金發生在焊縫3裂紋的走向沿晶穿晶4產生時間可焊后立即出現也可焊后一定時間內出現 影響因素1鋼種的脆硬傾向2接頭含氫量及分布3接頭所承受的拘束應力狀態 結晶裂紋焊接結晶過程中在固相線附近由于凝固金屬的收縮殘余液體金屬不足而不能及時填充在應力作用下發生沿晶開裂的現象 特征結晶后期由于低熔共晶形成的液態薄膜削弱了晶粒間的聯結在拉伸應力作用下發生開裂（主要產生在含雜質較多的碳鋼低合金鋼焊縫中和單相奧氏體鋼鎳基合金以及等些鋁合金的焊縫中）再熱裂紋原板焊接結構并采用某些沉淀強化合金元素的鋼材在消除應力熱處理或在一定溫度下服役的過程中在焊接熱影響區粗晶部位發生的裂紋稱為再熱裂紋 特征厚板焊接結構消除應力處理過程中在熱影響區的粗晶區存在不同程度的應力集中時由于應力松弛所產生附加變形大于部位的蠕變塑性 冷裂紋的分類及影響冷裂紋的因素？延遲裂紋－這類裂紋是在氫、鋼材淬硬組織和拘束應力的共同作用下產生的，形成溫度一般在 Ms 以下 200℃ 至室溫范圍，由于氫的作用而具有明顯的延遲特征，故又稱為氫致裂紋。裂紋的產生存在著潛伏期（幾小時、幾天甚至更長）、緩慢擴展期和突然開裂三個連續過程。由于能量的釋放，常可聽到較清晰的開裂聲音（可用聲發射儀來監測），常發生在剛性較大的低碳鋼、低合金鋼的焊接結構中。淬硬脆化裂紋－某些淬硬傾向大的鋼種，熱加工后冷卻到Ms 至室溫時，因發生馬氏體相變而脆化，在拘束應力作用下即可產生開裂。這種裂紋又稱為淬火裂紋，其產生與氫的關系不大，基本無延遲現象，成形加工后常立即出現。這類裂紋常出現在具有強烈淬硬傾向的高（中）碳鋼、高強度合金鋼、工具鋼的焊件中。低塑性脆化裂紋－它是某些低塑性材料冷卻到較低溫度時，由于體積收縮所引起的應變超過了材料本身所具有的塑性儲備量時所產生的裂紋。這種裂紋通常也無延遲現象，常發生在鑄鐵或硬質合金構件的成形加工中。如灰口鑄鐵在400℃以下基本無塑性，焊接裂紋傾向很大。影響因素－擴散氫的含量與分布、鋼材的淬硬傾向和拘束應力狀態。金屬內部的晶格缺陷提供了裂紋源，在缺陷前沿會形成應力集中的三向應力區。于是應力的誘使下，使氫向高應力區擴散，并發生聚集。當氫濃度達到一定值時，將促使位錯移動或增值。此時尖端微區的塑性變形量隨氫的濃度增加而增大。當氫濃度達到臨界值時，便發生局部開裂現象，導致裂紋向前擴展；并在裂紋尖端產生新的三向應力區，促使氫向新的三向應力區擴散聚集。此時裂紋暫停向前擴展，只有當裂紋尖端氫濃度達到臨界值時，裂紋才有進一步擴展。由此可見氫致裂紋需要一段時間，而且裂紋的擴展是一個斷續的過程。綜合分析熔渣中的CaF在焊接化學冶金過程中所起的作用？答：實驗證明，在高硅高錳焊劑中加入適當比例的氟化鈣和二氧化硅可顯著降低焊縫的含氫量，其中氟化鈣在藥皮中加入7％~8％即可急劇減少焊縫含氫量，在增加其含量，則去氫的效果相對減小。當熔渣中二氧化硅和氟化鈣同時存在時，對于消除氫氣孔最為有效。但還應指出，焊條藥皮中含有較多的氟化鈣時，一方面影響電弧的穩定，另一方面也會產生溶性氟，影響哈弄的健康。氟化鈣、氟化鎂等氟化物在渣中產生氟離子，破壞Si-O鍵，使熔渣粘度下降，有利于脫硫。氟化物沸點低，蒸發后保護熔融金屬同時可與氫結合，生成HF，降低焊縫鐘情的含量試對比分析酸性焊條及堿性焊條的工藝性能、冶金性能和焊縫金屬的力學性能？答：工藝性能：（1）酸性：工藝性能較好，其焊縫外表成形美觀、波紋細密，一般均可采用交、直流電源施焊：（2）堿性：工藝性能較差，一般使用直流電源施焊。冶金性能：（1）酸性：由于藥皮中含有較多的FeO/TiO2 /SiO2等成分，所以熔渣氧化性較強；（2）堿性：堿性焊條脫硫脫磷能力強，藥皮有去氫的作用，因此使焊縫有很低的含氫量。力學性能：（1）酸性：焊縫力學性能較差，特別是沖擊韌度較差。適用于一般低碳鋼和強度較低的低合金鋼；（2）堿性：焊縫具有較高的塑形和沖擊韌度值，一般承受動載荷的焊件或剛性較大的重要結構均采用堿性焊條施焊。

第四篇：焊接冶金學—材料焊接性課后答案

第三章：合金結構焊接熱影響區（HAZ）最高硬度

1．分析熱軋鋼和正火鋼的強化方式和主強化元素又什么不同，二者的焊接性有何差別？在制定焊接工藝時要注意什么問題？ 答：熱軋鋼的強化方式有：（1）固溶強化，主要強化元素：Mn，Si。（2）細晶強化，主要強化元素：Nb,V。（3）沉淀強化，主要強化元素：Nb,V.；正火鋼的強化方式：（1）固溶強化，主要強化元素：強的合金元素（2）細晶強化，主要強化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀強化，主要強化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：熱軋鋼含有少量的合金元素，碳當量較低冷裂紋傾向不大，正火鋼含有合金元素較多，淬硬性有所增加，碳當量低冷裂紋傾向不大。熱軋鋼被加熱到1200℃以上的熱影響區可能產生粗晶脆化，韌性明顯降低，而是、正火鋼在該條件下粗晶區的V析出相基本固溶，抑制A長大及組織細化作用被削弱，粗晶區易出現粗大晶粒及上貝氏體、M-A等導致韌性下降和時效敏感性增大。制定焊接工藝時根據材料的結構、板厚、使用性能要求及生產條件選擇焊接方法。

2．分析Q345的焊接性特點，給出相應的焊接材料及焊接工藝要求。答:Q345鋼屬于熱軋鋼，其碳當量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要預熱和嚴格控制焊接熱輸入，從脆硬傾向上，Q345鋼連續冷卻時，珠光體轉變右移，使快冷下的鐵素體析出，剩下富碳奧氏體來不及轉變為珠光體，而轉變為含碳量高的貝氏體與馬氏體具有淬硬傾向，Q345剛含碳量低含錳高，具有良好的抗熱裂性能，在Q345剛中加入V、Nb達到沉淀強化作用可以消除焊接接頭中的應力裂紋。被加熱到1200℃以上的熱影響區過熱區可能產生粗晶脆化，韌性明顯降低，Q345鋼經過600℃×1h退火處理，韌性大幅提高，熱應變脆化傾向明顯減小。；焊接材料：對焊條電弧焊焊條的選擇：E5系列。埋弧焊：焊劑SJ501，焊絲H08A/H08MnA.電渣焊：焊劑HJ431、HJ360焊絲H08MnMoA。CO2氣體保護焊：H08系列和YJ5系列。預熱溫度：100～150℃。焊后熱處理：電弧焊一般不進行或600～650℃回火。電渣焊900～930℃正火，600～650℃回火

3.Q345與Q390焊接性有何差異？Q345焊接工藝是否適用于Q390焊接，為什么？ 答：Q345與Q390都屬于熱軋鋼，化學成分基本相同，只是Q390的Mn含量高于Q345，從而使Q390的碳當量大于Q345，所以Q390的淬硬性和冷裂紋傾向大于Q345，其余的焊接性基本相同。Q345的焊接工藝不一定適用于Q390的焊接，因為Q390的碳當量較大，一級Q345的熱輸入叫寬，有可能使Q390的熱輸入過大會引起接頭區過熱的加劇或熱輸入過小使冷裂紋傾向增大，過熱區的脆化也變的嚴重。

4.低合金高強鋼焊接時，選擇焊接材料的原則是什么？焊后熱處理對焊接材料有什么影響？ 答：選擇原則：考慮焊縫及熱影響區組織狀態對焊接接頭強韌性的影響。由于一般不進行焊后熱處理，要求焊縫金屬在焊態下應接近母材的力學性能。中碳調質鋼，根據焊縫受力條件，性能要求及焊后熱處理情況進行選擇焊接材料，對于焊后需要進行處理的構件，焊縫金屬的化學成分應與基體金屬相近。

5.分析低碳調質鋼焊接時可能出現的問題？簡述低碳調質鋼的焊接工藝要點，典型的低碳調質鋼如(14MnMoNiB、HQ70、HQ80)的焊接熱輸入應控制在什么范圍？在什么情況下采用預熱措施，為什么有最低預熱溫度要求，如何確定最高預熱溫度。（P81）答：焊接時易發生脆化，焊接時由于熱循環作用使熱影響區強度和韌性下降。焊接工藝特點：① 要求馬氏體轉變時的冷卻速度不能太快，使馬氏體有一“自回火”作用，以防止冷裂紋的產生；② 要求在800~500℃之間的冷卻速度大于產生脆性混合組織的臨界速度。此外，焊后一般不需熱處理，采用多道多層工藝，采用窄焊道而不用橫向擺動的運條技術;典型的低碳調質鋼在Wc＞0.18％時不應提高冷速，Wc＜0.18％時可提高冷速（減小熱輸入）焊接熱輸入應控制在小于481KJ/cm；當焊接熱輸入提高到最大允許值裂紋還不能避免時，就必須采用預熱措施，當預熱溫度過高時不僅對防止冷裂紋沒有必要，反而會使800～500℃的冷卻速度低于出現脆性混合組織的臨界冷卻速度，使熱影響區韌性下降，所以需要避免不必要的提高預熱溫度，包括層間溫度，因此有最低預熱溫度。通過實驗后確定鋼材的焊接熱輸入的最大允許值，然后根據最大熱輸入時冷裂紋傾向再來考慮，是否需要采取預熱和預熱溫度大小，包括最高預熱溫度。

6.低碳調質鋼和中碳調質鋼都屬于調質鋼，他們的焊接熱影響區脆化機制是否相同？為什么低碳鋼在調質狀態下焊接可以保證焊接質量，而中碳調質鋼一般要求焊后熱處理？ 答：低碳調質鋼：在循環作用下，t8/5繼續增加時，低碳鋼調質鋼發生脆化，原因是奧氏體粗化和上貝氏體與M-A組元的形成。中碳調質鋼：由于含碳高合金元素也多，有相當大淬硬傾向，馬氏體轉變溫度低，無自回火過程，因而在焊接熱影響區易產生大量M組織大致脆化。低碳調質鋼一般才用中、低熱量對母材的作用而中碳鋼打熱量輸入焊接在焊后進行及時的熱處理能獲得最佳性能焊接接頭。

7.比較Q345、T-1鋼、2.25Cr-Mo和30MnSiA的冷裂、熱裂和消除應裂紋的傾向.答：

1、冷裂紋的傾向：Q345為熱扎鋼其碳含量與碳當量較底，淬硬傾向不大，因此冷裂紋敏感傾向較底。T-1鋼為低碳調質鋼，加入了多種提高淬透性的合金元素，保證強度、韌性好的低碳自回火M和部分下B的混合組織減緩冷裂傾向，2.25Cr-1Mo為珠光體耐熱鋼，其中Cr、Mo能顯著提高淬硬性，控制Cr、Mo的含量能減緩冷裂傾向，2.25-1Mo冷裂傾向相對敏感。30CrMnSiA為中碳調質鋼，其母材含量相對高，淬硬性大，由于M中C含量高，有很大的過飽和度，點陣畸變更嚴重，因而冷裂傾向更大。

2、熱裂傾向Q345含碳相對低，而Mn含量高，鋼的Wmn/Ws能達到要求，具有較好的抗熱裂性能，熱裂傾向較小。T-1鋼含C低但含Mn較高且S、P的控制嚴格因此熱裂傾小。30CrMnSiA含碳量及合金元素含量高，焊縫凝固結晶時，固-液相溫度區間大，結晶偏析嚴重，焊接時易產生潔凈裂紋，熱裂傾向較大。

3、消除應力裂紋傾向：鋼中Cr、Mo元素及含量對SR產生影響大，Q345鋼中不含Cr、Mo，因此SR傾向小。T-1鋼令Cr、Mo但含量都小于1%，對于SR有一定的敏感性；SR傾向峽谷年隊較大，2.25Cr-Mo其中Cr、Mo含量相對都較高，SR傾向較大。

8.同一牌號的中碳調質鋼分別在調質狀態和退火狀態進行焊接時焊接工藝有什么差別？為什么中碳調質鋼一般不在退火的狀態下進行焊接？ 答：在調質狀態下焊接，若為消除熱影響區的淬硬區的淬硬組織和防止延遲裂紋產生，必須適當采用預熱，層間溫度控制，中間熱處理，并焊后及時進行回火處理，若為減少熱影響的軟化，應采用熱量集中，能量密度越大的方法越有利，而且焊接熱輸入越小越好。

在退火狀態下焊接：常用焊接方法均可，選擇材料時，焊縫金屬的調質處理規范應與母材的一致，主要合金也要與母材一致，在焊后調質的情況下，可采用很高的預熱溫度和層間溫度以保證調質前不出現裂紋。因為中碳調質鋼淬透性、淬硬性大，在退火狀態下焊接處理不當易產生延遲裂紋，一般要進行復雜的焊接工藝，采取預熱、后熱、回火及焊后熱處理等輔助工藝才能保證接頭使用性能。

9珠光體耐熱鋼的焊接性特點與低碳調質鋼有什么不同?珠光體耐熱鋼選用焊接材料的原則與強度用鋼有什么不同？why？ 答：珠光體耐熱鋼和低碳調質鋼都存在冷裂紋，熱影響區硬化脆化以及熱處理或高溫長期使用中的再熱裂紋，但是低碳調質鋼中對于高鎳低錳類型的剛有一定的熱裂紋傾向，而珠光體耐熱鋼當材料選擇不當時才可能常產生熱裂紋。珠光體耐熱鋼在選擇材料上不僅有一定的強度還要考慮接頭在高溫下使用的原則，特別還要注意焊接材料的干燥性，因為珠光體耐熱鋼是在高溫下使用有一定的強度要求。

10低溫鋼用于-40度和常溫下使用時在焊接工藝和材料上選擇是否有所差別？why？ 答：低溫鋼為了保證焊接接頭的低溫脆化及熱裂紋產生要求材料含雜質元素少，選擇合適的焊材控制焊縫成分和組織形成細小的針狀鐵素體和少量合金碳化物，可保證低溫下有一定的AK要求。對其低溫下的焊接工藝選擇采用SMAW時用小的線能量焊接防止熱影響區過熱，產生WF 和粗大M,采用快速多道焊減少焊道過熱。采用SAW時，可用振動電弧焊法防止生成柱狀晶。

第四章 不銹鋼及耐熱鋼的焊接

1.不銹鋼焊接時，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：焊縫中的含碳量易形成脆硬的淬火組織，降低焊縫的韌性，提高冷裂紋敏感性。碳容易和晶界附近的Cr結合形成Cr的碳化物Cr23C6，并在晶界析出，造成“貧Cr”現象，從而造成晶間腐蝕。選擇含碳量低的焊條和母材，在焊條中加入Ti，Zr，Nb，V等強碳化物形成元素來降低和控制含氟中的含碳量。

2.為什么18-8奧氏體不銹鋼焊縫中要求含有一定數量的鐵素體組織？通過什么途徑控制焊縫中的鐵素體含量？答：焊縫中的δ相可打亂單一γ相柱狀晶的方向性，不致形成連續，另外δ相富碳Cr，又良好的供Cr條件，可減少γ晶粒形成貧Cr層，故常希望焊縫中有4%~12%的δ相。通過控制鐵素體化元素的含量，或控制Creq/Nieq的值，來控制焊縫中的鐵素體含量。

3.18-8型不銹鋼焊接接頭區域在那些部位可能產生晶間腐蝕，是由于什么原因造成？如何防止？答：18-8型焊接接頭有三個部位能出現腐蝕現象：{1}焊縫區晶間腐蝕。產生原因根據貧鉻理論，碳與晶界附近的Cr形成Cr23C6，并在在晶界析出，導致γ晶粒外層的含Cr量降低，形成貧Cr層，使得電極電位下降，當在腐蝕介質作用下，貧Cr層成為陰極，遭受電化學腐蝕；{2}熱影響區敏化區晶間腐蝕。是由于敏化區在高溫時易析出鉻的碳化物，形成貧Cr層，造成晶間腐蝕；{3}融合區晶間腐蝕{刀狀腐蝕}。只發生在焊Nb或Ti的18-8型鋼的融合區，其實質也是與M23C6沉淀而形成貧Cr有關，高溫過熱和中溫敏化連過程依次作用是其產生的的必要條件。防止方法：{1}控制焊縫金屬化學成分，降低C%，加入穩定化元素Ti、Nb；{2} 控制焊縫的組織形態，形成雙向組織{γ+15%δ}；{3}控制敏化溫度范圍的停留時間；{4}焊后熱處理：固溶處理，穩定化處理，消除應力處理。

4.簡述奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的原因？在母材和焊縫合金成分一定的條件下，焊接時應采取何種措施防止熱裂紋？答：產生原因：{1}奧氏體鋼的熱導率小，線膨脹系數大，在焊接局部加熱和冷卻條件下，接頭在冷卻過程中產生較大的拉應力；{2}奧氏體鋼易于聯生結晶形成方向性強的柱狀晶的焊縫組織，有利于雜質偏析，而促使形成晶間液膜，顯然易于促使產生凝固裂紋；{3}奧氏體鋼及焊縫的合金組成較復雜，不僅S、P、Sn、Sb之類雜質可形成易溶液膜，一些合金元素因溶解度有限{如Si、Nb}，也易形成易溶共晶。防止方法：{1}嚴格控制有害雜質元素{S、P—可形成易溶液膜};{2}形成雙向組織，以FA模式凝固，無熱裂傾向；{3}適當調整合金成分：Ni<15%，適當提高鐵素體化元素含量，使焊縫δ%提高，從而提高抗裂性；Ni>15%時，加入Mn、W、V、N和微量Zr、Ta、Re{<0.01%}達到細化焊縫、凈化晶界作用，以提高抗裂性；{4}選擇合適的焊接工藝。

5.奧氏體鋼焊接時為什么常用“超合金化”焊接材料？答：為提高奧氏體鋼的耐點蝕性能，采用較母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”焊接材料。提高Ni含量，晶軸中Cr、Mo的負偏析顯著減少，更有利于提高耐點蝕性能。

6.鐵素體不銹鋼焊接中容易出現什么問題？焊條電弧焊和氣體保護焊時如何選擇焊接材料？在焊接工藝上有什么特點？答：易出現問題：{1}焊接接頭的晶間腐蝕；{2}焊接接頭的脆化①高溫脆性②σ相脆化③475℃脆化。SMAW要求耐蝕性：選用同質的鐵素體焊條和焊絲；要求抗氧化和要求提高焊縫塑性：選用A焊條和焊絲。CO2氣保焊選用專用焊絲H08Cr20Ni15VNAl。焊接工藝特點：{1}采用小的q/v，焊后快冷——控制晶粒長大；{2}采用預熱措施，T℃<=300℃——接頭保持一定ak；{3}焊后熱處理，嚴格控制工藝——消除貧Cr區;{4}最大限度降低母材和焊縫雜質——防止475℃脆性產生；{5}根據使用性能要求不同，采用不同焊材和工藝方法。

7.何為“脆化現象”？鐵素體不銹鋼焊接時有哪些脆化現象，各發生在什么溫度區域？如何避免？答：“脆化現象”就是材料硬度高，但塑性和韌性差。現象：{1}高溫脆性：在900~1000℃急冷至室溫，焊接接頭HAZ的塑性和韌性下降。可重新加熱到750~850℃，便可恢復其塑性。{2}σ相脆化：在570~820℃之間加熱，可析出σ相。σ相析出與焊縫金屬中的化學成分、組織、加熱溫度、保溫時間以及預先冷變形有關。加入Mn使σ相所需Cr的含量降低，Ni能使形成σ相所需溫度提高。{3}475℃脆化：在400~500℃長期加熱后可出現475℃脆性適當降低含Cr量，有利于減輕脆化，若出現475℃脆化通過焊后熱處理來消除。

8.馬氏體不銹鋼焊接中容易出現什么問題，在焊接材料的選用和工藝上有什么特點？制定焊接工藝時應采取哪些措施？答：易出現冷裂紋、粗晶脆化。焊接材料的選用：{1}對簡單的Cr13型，要保證性能，要求S、P、Si，C含量較低，使淬硬性下降，更要保證焊接接頭的耐蝕性。{2}對Cr12為基加多元元素型，希望 焊縫成分接近母材，形成均一的細小M組織。{3}對于超低C復相M鋼，采用同質焊材，焊后經超微細復相化處理，可使焊縫的強韌化約等于母材水平。工藝特點:{1}預熱溫度高{局部或整體}T℃=150-260℃；{2}采用小的q/v：防止近縫區出現粗大α和κ析出；{3}選用低H焊條：焊縫成分與母材同質，高碳M可選用A焊條焊接.9.雙相不銹鋼的成分和性能特點，與一般A不銹鋼相比雙相不銹鋼的焊接性有何不同？在焊接工藝上有什么特點？答：雙相不銹鋼是在固溶體中F和A相各占一半，一般較少相的含量至少也要達到30%的不銹鋼。這類鋼綜合了A不銹鋼和F不銹鋼的優點，具有良好的韌性、強度及優良的耐氧化物應力腐蝕性能。與一般A不銹鋼相比：{1}其凝固模式以F模式進行；{2}焊接接頭具有優良的耐蝕性，耐氯化物SCC性能，耐晶間腐蝕性能，但抗H2S的SCC性能較差;{3}焊接接頭的脆化是由于Cr的氮化物析出導致；{4}雙相鋼在一般情況下很少有冷裂紋，也不會產生熱裂紋。焊接工藝特點：{1}焊接材料應根據“適用性原則”，不同類型的雙相鋼所用焊材不能任意互換，可采取“適量”超合金化焊接材料；{2}控制焊接工藝參數，避免產生過熱現象，可適當緩冷，以獲得理想的δ/γ相比例；{3}A不銹鋼的焊接注意點同樣適合雙相鋼的焊接。

10.從雙相不銹鋼組織轉變的角度出發，分析焊縫中Ni含量為什么比母材高及焊接熱循環對焊接接頭組織，性能有何影響？答：雙相不銹鋼的合金以F模式凝固，凝固結束為單相δ組織，隨著溫度的下降，開始發生δ→γ轉變不完全，形成兩相組織。顯然，同樣成分的焊縫和母材，焊縫中γ相要比母材少得多，導致焊后組織不均勻，韌性、塑性下降。提高焊縫中Ni含量，可保證焊縫中γ/δ的比例適當，從而保證良好的焊接性。在焊接加熱過程，整個HAZ受到不同峰值溫度的作用，最高接近鋼的固相線，但只有在加熱溫度超過原固溶處理溫度區間，才會發生明顯的組織變化，一般情況下，峰值低于固溶處理的加熱區，無顯著組織變化，γ/δ值變化不大，超過固溶處理溫度的高溫區，會發生晶粒長大和γ相數量明顯減少，緊鄰溶合線的加熱區，γ相全部溶于δ相中，成為粗大的等軸δ組織，冷卻后轉變為奧氏體相，無扎制方向而呈羽毛狀，有時具有魏氏組織特征。第五章：有色金屬

1.為什么Al-Mg及al-li合金焊接時易形成氣孔？al及其合金焊接時產生氣孔的原因是什么？如何防止氣孔？為什么純鋁焊接易出現分散小氣孔？而al-mg焊接時易出現焊接大氣孔？ 答：1）氫是鋁合金及鋁焊接時產生氣孔的主要原因。2）氫的來源非常廣泛，弧柱氣氛中的水分，焊接材料以及母材所吸附的水分，焊絲及母材表面氧化膜的吸附水，保護氣體的氫和水分等都是氫的來源。3）氫在鋁及其合金中的溶解度在凝點時可從0.69ml/100g突降至0.036mol/100g相差約20倍，這是促使焊縫產生氣孔的重要原因之一。4)鋁的導熱性很強，熔合區的冷速很大，不利于氣泡的浮出，更易促使形成氣孔

防止措施： 1）減少氫的來源，焊前處理十分重要，焊絲及母材表面的氧化膜應徹底清除。2）控制焊接參數，采用小熱輸入減少熔池存在時間，控制氫溶入和析出時間3）改變弧柱氣氛中的性質

原因：1）純鋁對氣氛中水分最為敏感，而al-mg合金不太敏感，因此純鋁產生氣孔的傾向要大 2）氧化膜不致密，吸水強的鋁合金al-mg比氧化膜致密的純鋁具有更大的氣孔傾向，因此純鋁的氣孔分數小，而al-mg合金出現集中大氣孔 3）Al-mg合金比純鋁更易形成疏松而吸水強的厚氧化膜，而氧化膜中水分因受熱而分解出氫，并在氧化膜上冒出氣泡，由于氣泡是附著在殘留氧化膜上，不易脫離浮出，且因氣泡是在熔化早期形成有條件長大，所以常造成集中大的氣孔。因此al-mg合金更易形成集中的大氣孔。2.硬鋁及超硬鋁焊接時易產生什么樣的裂縫？為什么？如何防止裂紋？ 答：裂紋傾向大，鋁及硬鋁產生焊接熱裂紋

原因：1）易熔共晶的存在，是鋁合金焊縫產生裂紋的重要原因 2）線膨脹系數大，在拘束條件下焊接時易產生較大的焊接應力也是產生裂紋的原因之一 防止措施：1）加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm，產生自愈合作用 2）生產中采用含5%的Si，Al合金焊絲解決抗裂問題，具有很好的愈合作用 3）加入Ti,zr,v,b微量元素作為變質劑，細化晶粒，改善塑性韌性，并提高抗裂性 4）熱能集中焊接方法可防止形成方向性強的粗大柱狀晶，改善抗裂性 5）采用小電流焊接，降低焊接速度均可改善抗裂性問題

3.分析高強度鋁合金焊接接頭性能低于母材的原因及防止措施，焊后熱處理對焊接接頭性能有什么影響？什么情況下對焊接接頭進行焊后熱處理？ 答：原因：1）晶粒粗化，降低塑性，晶界液化產生顯微裂紋

2）非時效強化鋁合金haz軟化，主要發生在焊前經冷作硬化的合金上，經冷作硬化的鋁合金，haz峰值溫度超過再結晶溫度（200-300）區域就產生明顯軟化

3）時效強化鋁合金haz軟化，由于第二相脫溶析出聚集長大發生過時效軟化 防止措施：1）采用小的焊接熱輸入 2）對al-zn-mg合金，焊后經自然時效可逐步恢復或接近母材的水平熱處理對接頭性能的影響：1）焊后不熱處理接頭強度均低于母材，特別是在時效狀態下焊接的硬鋁，即使焊后人工熱處理，接頭強度系數也未超過60% 2）al-zn-mg合金強度與焊后自然時效長短有關系，隨自然時效的增長，強度可接近母材要求焊縫有足夠的強度，則焊后要熱處理焊后要洗掉焊劑殘渣，以防焊件腐蝕

4.銅及銅合金的物理化學性能有何特點，焊接性如何？不同的焊接方法對銅及銅合金焊接接頭有什么影響？ 答：1）銅及銅合金的物理化學性能：優良的導電導熱性能；冷熱加工性能好，無磁性；具有高的強度，抗氧化性及抗淡水，鹽水，氨堿溶液和有機化學物質腐蝕的性能

2）焊接性： 銅及合金在焊接中難熔合，易變形，而且產生很大的焊接應力；

銅及合金與雜質形成多種低熔點共晶，焊接時出現熱裂紋

銅及合金焊接中易產生擴散氣孔（H）反應氣孔（冶金反應）及氮氣孔（空氣中的氮）焊接接頭的性能變化：純銅焊接時，焊縫與焊接接頭的抗拉強度可與母材接近，但塑性比母材有些降低

3）焊接方法對銅及合金的接頭性能影響：

焊條電弧焊，使焊接接頭焊縫中氫氧百分比增加，zn蒸發嚴重容易形成氣孔

埋弧焊時，對中厚板焊接可獲得優質焊接接頭

氬弧焊工藝，TIG焊由于電弧能量集中易使焊接接頭產生難熔合及變形 MIG焊可獲得好的焊接接頭

等離子弧焊可使接頭不易變形，焊接接頭質量達到母材

5.分析采用埋弧焊和氬弧焊焊接中等厚度純銅板的工藝特點，各有什么優缺點？

答：1）埋弧焊 板厚δ<20mm工件在不預熱及開坡口條件下獲得優質接頭，使焊接工藝大為簡化，特別適合中厚板長焊縫的焊接

2）氬弧焊 TIG具有電弧能量集中，保護效果好，熱影響區窄，操作靈活的優點，特別適合中板及薄小件的焊接和補焊

MIG下熔化效率高，熔深大，焊速快

第五篇：焊接考試總結

考試總結

通過這次去宣化的比賽,自己總結了幾點,希望在以后的考試比賽中能改正缺點,吸取教訓,能在以后工作中有更好的提高,在以后的比賽中能取得好的名次.一;在焊接前檢查不夠充分.在發現問題時沒有堅持自己的觀點.在比賽前自己在檢查焊機過程中,檢查了電流調節,電壓調節,送絲力度還有導電嘴及噴嘴等.在檢查氣體流量時發現氣體流量調節器損壞,在氣體流量計三個當中都損壞了,當自己找裁判反映,裁判回答可以使用,沒什么問題,自己心想三個都壞了,在換也是那三個當中的一個,也好不到哪去,所以沒有堅持自己的觀點.沒有為以后試件的焊接打好基礎.二;自己的心理素質需要更好的提高,在考試過程中自己認為影響自己的主要是個人的心理素質.在焊接過程中由于氣流量沒有調節好,氣流量過大導致出現氣孔,自己在焊接中無法停止焊接,心里緊張導致焊接沒有達到自己的目標,同時在焊接前自己因為用過多時間清理焊件,導致焊接時間沒有充分利用.當自己平焊沒有蓋面時自己時間已經應用了三十分鐘.自己心想立焊沒焊呢,立焊電流小焊接時間長導致心里更加緊張.直接影響了焊接時試件的焊接.自己總結了主要兩點,希望在以后的工作中,自己能一步步提高,首先從提高自己的心理素質開始,加強鍛煉,刻苦練習,同時在以后工作中從細節抓起,從細節提高,爭取下一次考試能取得好的成績.葉寶山2011/10/31