焊接冶金总复习(汽院11级复习资料).doc

1焊接冶金复习焊接冶金复习名词解释名词解释焊接焊接：通过加热或加压或两者并用，且用或不用填充材料，使被焊工件（同质 或异种材质）的材料达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程 比热流比热流:单位时间内通过单位面积传入焊件的热能 焊接热输入焊接热输入：熔焊时焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能 焊接温度场焊接温度场：焊件上（包括内部）某瞬时温度分布称为“度场” 焊条金属的平均熔化速度焊条金属的平均熔化速度：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度 平均熔敷速度平均熔敷速度：单位时间内真正进入焊缝金属的那部分金属的质量 损失系数损失系数：在焊接过程中由于飞溅、氧化和蒸发损失的那部分金属质量与熔化 的焊芯质量之比 熔滴过渡熔滴过渡:熔滴在各种力的作用下，通过电弧空间向熔池的转移过程 熔滴的比表面积熔滴的比表面积：熔滴(假设为球体)表面积 Ag 与其质量 ρVg 之比 熔合比熔合比：焊缝金属中局部熔化的母材所占焊缝金属 合金过渡合金过渡：把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属（或堆焊金属） 中去的过程 熔敷系数熔敷系数：单位时间内单位电流所能熔敷在焊件上的金属重量 药皮重量系数药皮重量系数 ：单位长度上药皮与焊芯的质量比。

熔渣的碱度熔渣的碱度: 熔渣中碱性氧化物与酸性氧化物的比值 焊接热循环焊接热循环：焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高，达到 最高值后，又由高而低随时间的变化的这一过程 焊接热影响区焊接热影响区：熔焊时在集中热源的作用下，焊缝两侧发生组织和性能变化的 区域称为“热影响区”或称“近缝区” 碳当量（碳当量（CE or Ceq））：碳当量是反应钢中化学成分对硬化程度的影响，它是把 钢中合金元素（包括碳）按其对淬硬（包括冷裂、脆化等）的影响程度折合成 碳的相当含量 相：相：物理、化学性质完全相同、成分相同的均匀物质的聚集态，通称为物态 组织：组织：化学成分、晶体结构和物理性能相同的组成，其中包括固溶体、金属化 合物及纯物质 酸性焊条：酸性焊条：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条 碱性焊条：碱性焊条：药皮中含有多量碱性氧化物的焊条 酸性氧化物：酸性氧化物：与碱反应生成盐和水的物质 碱性氧化物：碱性氧化物：与酸反应生成盐和水的物质 金属焊接性金属焊接性：金属材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件， 并满足预定服役要求的能力绪论部分绪论部分2、焊接过程的物理本质（怎样才能实现焊接） ；2答：1、通过加热、通过加热：破坏接触面氧化膜，降低金属变形阻力， 破坏接触面氧化膜，降低金 属变形阻力，缩小原子间距，促进原子扩散及冶金反应； 小原子间距，促进原子扩散及冶 金反应； 2、通过加压：、通过加压：破坏接触面氧化膜，增加接触面积。

破坏接触面氧化膜，增加接触面积3. 焊接热源的种类及其特点答：Î Î 电阻热：电阻焊、电渣焊； Î Î 高频感应热：如高频焊管； Î Î 摩擦热：摩擦焊； Î Î 等离子焰：等离子焊接、切割、喷涂等； Î Î 电子束： 电子束：真空电子束焊，焊缝宽深比大； Î Î 激光束： 激光束：激光焊； 激光焊； Î Î 超声波： 超声波：超声波焊接； 超声波焊接； Î Î 新能源： 新能源：微波、太阳能、混合热源 一、焊接化学冶金一、焊接化学冶金2. 焊接化学冶金过程与普通炼钢冶金过程的异同；答：同：均进行化学冶金反应，都经历加热、熔化、凝固、冷却四个过程，都有晶粒形核、 长大过程 不同之处：1）处理过程不同）处理过程不同：炼钢在特定的熔炼炉中进行，大熔池熔炼，熔炼温度比 较稳定；焊接条件下，加热速度快，温度梯度大，熔炼时间短，小熔池熔炼，熔池金属过 热度大（1600~1900℃） „2）原材料不同：）原材料不同：普冶材料是矿石、焦炭、废钢铁等；焊冶材料是焊条、焊丝、焊剂等 3）目的不同：）目的不同：:普冶以提炼金属，得到一定成分、组织和性能的钢材为目的；焊接对金属 再熔炼，以形成符合特定要求的连接接头为目的。

3. 3 种典型的熔滴过渡形式；答：短路过渡、颗粒过渡、附壁过渡.4. 3 个焊接反应区及各自的特点；（p25）答：1）） 、药皮反应区、药皮反应区：水分蒸发，某些物质分解和铁合金的氧化； 2）） 、熔滴反应区：、熔滴反应区：1. 温度高 2. 与气体、熔渣的接触面积大，比炼钢大 1000 倍 3、各 相之间反应时间短4. 熔渣和熔滴金属进行强烈的搅拌、混合 3）） 、熔池反应区、熔池反应区：1. 熔池温度（1600～1900℃）低于熔滴温度；2. 比表面积小；3. 反应时间稍长；4. 搅拌没有熔滴阶段激烈；5. 熔池温度极不均匀5. 焊接区气体的来源和产生；（p29）答：焊接区内的气体的来源主要有：热源周围的空气；焊接材料，保护气体；焊材表面和 母材坡口附近的吸附水、油污、铁锈及氧化铁皮等；焊条药皮、焊剂、药芯中的造气剂、 高价氧化物、水分等 有机物的分解和燃烧碳酸盐和高价氧化物的分解、材料的蒸发也能 产生气体6. H 对金属的作用；（p33）3答：„焊接时，氢主要来源于焊接材料中的水分，含氢物质及电弧周围空气 中的水蒸气等就结构钢的焊接而言氢的有害作用有以下四个方面： 1、氢脆：氢在室温附近使钢的塑性严重下降的现象称为氢脆。

2、白点：碳钢或低合金钢焊缝，如含氢量高，则常常在其拉伸或弯曲断面上出现银白色圆 形局部脆断点，称之为白点 3、形成气孔：1. 由于凝固时溶解度的下降，使氢处于过饱和，促使产生氢气，当凝固速 度大于氢的溢出速度时产生气孔 4、冷裂纹：焊接接头冷却到较低温度产生的一种裂纹，其危害性很大 防治措施防治措施：1.限制焊接材料中含氢量；2.清除焊丝和焊件表面上的杂质；3.冶金处理：在焊 条药皮和焊剂中加入氟化物，生成比较稳定的不溶于液态金属的氢化物4、加入适当比例 的 CaF2 和 SiO2 降低氢的冶金反应；4、控制焊接工艺参数 5、焊后脱氢处理7. 熔渣对金属的作用，活性熔渣对焊缝金属的氧化；（p52、58）答：1. 熔渣在焊接过程中的作用： 1、 机械保护作用 2、 改善焊接工艺性能 3、 冶金处理作用 活性熔渣对焊缝金属的氧化分为两种： 1、扩散氧化：在温度不变的情况下，当增加熔渣中 FeO 的浓度时，它将向熔池中扩散， 使焊缝中的含氧量增加 2、置换氧化：果熔渣中含有较多的易分解的氧化物，可能与液态铁发生置换反应，使铁氧 化8. 焊缝金属的脱氧；答：脱氧的目的：A、脱氧的目的是尽量减少焊缝中的含氧量。

B、排除脱氧后的产物，减 少焊缝中非金属夹杂物 选择脱氧剂的原则：1、脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大 2、脱氧产物应不溶于液态金属，其密度也应小于液态金属的密度脱氧产物应处于液态， 便于聚合为大质点，加快上浮3、需考虑脱氧剂对焊缝成分、性能以及焊接工艺性能的影 响 主要措施：在焊丝、焊剂或药皮中加入合适的元素和铁合金，使之在焊接过程中夺取氧 按进行的方式和特点可分为： 先期脱氧：先期脱氧：在药皮加热阶段，固态药皮中进行的，特点是脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发 生直接关系 沉淀脱氧：沉淀脱氧：滴熔滴和熔池内进行的，脱氧剂直接和氧化铁反应，使之还原，脱氧产物付出 液态金属表面 扩散脱氧：扩散脱氧：扩散脱氧是在液态金属与熔渣界面上进行的9. 焊缝金属中 S、P 的控制；答：1） 、硫的危害：在熔池凝固时它易发生偏析，以低熔点共晶的形式呈片状或链状分布 于晶界焊接合金钢时，产生结晶裂纹的倾向更大当钢焊缝含碳量增加时，会增加它的 危害性4控制硫的措施：1、限制焊接材料中的含硫量 2、用冶金方法脱硫；3、渣中的碱性氧化物 脱硫，4、增加熔渣的碱度2）1、磷的危害：与铁和镍还形成低熔点共晶，在熔池快速凝固时，磷易发生偏析。

增 加了焊缝金属的冷脆性 控制硫的措施：1、限制磷的来源；2、采用冶金方法脱磷；3、在渣中加入氟化钙有利于脱 磷10. 合金过渡目的、方式、影响因素答：1）合金过渡的目的：补偿焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素的损失 2、消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能 （可细化晶粒，提高焊缝韧性 ）3、 获得 具有特殊性能的堆焊金属 2）合金过渡的方式：1、应用合金焊丝或带极，2、应用合金焊丝或带极，3、应用药芯焊 丝或药芯焊条，应用合金药皮或粘结焊剂，应用合金药皮或粘结焊剂 3）影响合金过渡系数的因素：① 合金元素的物化性质：合金元素的沸点越低， ，过渡系数 越小；合金元素对氧的亲和力越大，过渡系数越小 ② 合金元素的含量：含量越高，过度系数越大 ③ 合金剂的粒度：增加合金剂的粒度，其比表面积和氧化损失减少，因此过渡系数增大 但如粒度过大，则不易熔化，过渡系数减小 ④药皮或焊剂的成分：药皮或焊剂的氧化势越大，则合金过渡 系数越小合金元素及其氧化物在药皮中共存时，过渡系数大；其他条件相同，合金元素 的氧化物与熔渣的酸碱性相同时，有利于提高过渡系数 ⑤ 药皮重量系数：Kb 增加，η 减小。

二、焊接材料二、焊接材料1. 焊接材料所包含的范畴；答：焊接材料是焊接时所消耗材料的通称，它包括焊条、焊丝、焊粉（合金粉） 、焊剂、保 护气体等2. 碱性、酸性焊条（酸性、碱性氧化物）的概念、特征、典型牌号；（看书）答：„酸性焊条：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条 „ 碱性焊条：药皮中含有多量碱性氧化物的焊条3. 焊条型号、典型牌号中各部分的含义；答：典型的酸性焊条如：E4303 典型的碱性焊条如 E5015 型号：字母 E 表示焊条；第一、二位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位为 kgf/mm2；第三位数字表示焊接位置， ‘0’及‘1’表示焊条适用于全位置焊接， ‘2’表示 焊条适用于平焊及横角焊， ‘4’表示焊条适用于向下立焊；第三、四位数字组合时表示焊 接种类及药皮类型 J 为结构钢焊条,第 3 个数字,代表药皮类型:第一、二个数字代表焊缝金属抗拉强度4. 焊条药皮的作用，药皮原材料的作用；5答：1）药皮作用药皮作用：保护作用：保护熔滴、熔池、焊接区，隔绝有害气体 冶金处理作用：去除有害杂质，保护或添加有益元素，使焊缝抗气、抗裂性良好 改善焊接工艺性能：使电弧容易引燃并稳定连续的燃烧，使焊缝飞溅小，成形美观， 易于脱渣。

药皮原料作用药皮原料作用：1、稳弧剂：改善引弧性能和提高电弧燃烧的稳定性；2、造渣剂：造 成具有一定物理性能、化学性能的熔渣，起到保护作用和改善焊缝成型3、造气剂：造气 保护4. 脱氧剂：降低药皮中或熔渣的氧化性和脱除金属中的氧5. 合金剂：使焊缝补偿 烧损和获得必要的合金成分6. 粘结剂：将涂料牢固的粘在焊芯上7. 增塑性：便于用机 器压制焊条5. 焊条的工艺性能；答：J507，低氢型，电弧稳定性不好；J506 加入了低电离势物质，K、Na，由于 K、Na 与 F 的亲和力大,形成 KF、NaF，减少了氟离子的游离，交、直流均可焊接酸性焊条稳 弧性好，可采用交流进行焊接 6. 焊剂的分类； 答：按制造方法分类：炼焊剂、粘接焊剂、烧结焊剂按焊剂化学成分分类：. 按 SiO2 含 量分高、中、底型，按 MnO 含量分高、中、低和无锰剂型7. 酸性焊条用 Mn 作为脱氧剂，而碱性焊条用 Si、Mn、Ti 作为联合脱氧剂的原因分析；（p62）答：在酸性渣中含有较多的 SiO2 和 TiO2，它们与脱氧产物 MnO 生成复合物 MnO·SiO2 和 MnO·TiO2，从而使(MnO)活度减小，因此脱氧效果好；而在碱性渣中，(MnO) )较大， 不利于反应式的进行，因此不利于锰脱氧，且碱度较大，锰的脱氧效果较差。

因此,一般情况下，酸性焊条 一般情况下，酸性焊条用锰铁作为脱氧剂，而碱性而碱 性焊条不单独用锰铁 不单独用锰铁作为脱氧剂 把锰和硅按适当比例加入金属中进行联合脱氧时，可以得到较好的脱效果 8. 低氢型焊条对氧化皮、铁锈、油污、水分敏感的。