(3)铝合金的导热系数比钢大3—4倍,这就使焊接热输入要求高,母材热影响区范围大;
(4)同体积的铝合金与钢相比,所需的热量较低;
(5)铝合金与钢比,热扩散范围大二倍,又由于铝材料屈服强度低,所以变形比钢大。
2.焊接6005A铝合金如何选择焊丝?
答:焊接6005A铝合金时,ER4043和ER5356两种焊丝得到的接头综合性能最好,但这两种焊接材料各有优缺点,用ER4043焊丝焊接,焊接变形比用ER5356焊丝小,焊缝成形美观,飞溅小,但缺点是焊丝刚度差,强度略低,送丝性差,。ER5356刚度好,强度也高、送丝好、从车体强度安全考虑,应选ER5356焊丝做铝合金车体焊接材料。从焊接变形和表面质量考虑,优先选用ER4043焊丝。 3.德国标准DIN 6700系列焊接标准由几部分组成: 答:德国标准DIN 6700系列焊接标准包括以下内容: DIN 6700第1部分:基本概念和基本规则 DIN 6700第2部分:焊接工厂资格要求 DIN 6700第3部分:设计准则 DIN 6700第4部分:焊接工作规则 DIN 6700第5部分:焊接接头质量要求
DIN 6700第6部分:有关母材、填充金属、焊接工艺和焊接工艺计划文件准则 4.试述按DIN6700标准,焊接过程中的检验内容。 答:按DIN6700标准,焊接过程中的检验内容如下:
(1)基本的焊接参数,如:焊接电流、电弧电压、行走速度等; (2)预热温度/层间温度;
(3)焊道及焊接金属层的清洁及成形; (4)清根; (5)焊接顺序;
(6)母材与焊接填充材料的正确使用和搬运; (7)扭曲变形的控制;
(8)中间检查,如:尺寸检查等。 5.怎样选用TIG焊的电源和极性? 答:氩弧焊用的电源有交流和直流。
正接法:焊件接正极,焊炬接负极。焊接时,电子高速冲向焊件,使热量集中在焊件,获得的熔池深而窄。气体正离子冲向钨极,钨极热量低,损耗少。它可用于耐热钢、合金钢、不锈钢、铜和钛及其合金的焊接。
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反接法:焊件接负极,焊炬接正极。焊接时,电子高速冲向钨极,钨极热量高,消耗快。气体正离子冲向焊件,由于正离子比重大,可击碎焊件表面氧化膜而产生“阴极破碎”作用。它可用于铝、镁及其合金。
交流电源由于极性交替变化,它既有“阴极破碎”作用,又有钨极消耗比直 6.简述铝及铝合金的焊接时,有哪些特点? 答:主要特点是:
(1)铝和氧亲和力大,焊接时易形成焊缝金属的夹杂物,引起性能下降; (2)易引起气孔;
(3)热胀冷缩严重,易变形和产生热裂纹; (4)导热性高,应采用能量集中的强热源; (5)合金元素的蒸发和烧损将使焊缝性能下降; (6)高温时强度和塑性低;
(7)固、液态转变时,无颜色变化,操作上不易观察。 7.钨极氩弧焊焊接铝合金为什么采用交流电源?
答:钨极氩弧焊焊接焊接铝、镁及其合金时一般都使用交流电源,这将产生最佳的焊接效果。
由于交流电极性是不断变化的,这样在交流正极性的半周波中(钨极为阴极),钨极可以得到冷却,以减小烧损。而在交流负极性的半周波中(焊件为阴极),有“阴极破碎”作用,可以清除熔池表面的氧化膜。使两者都能兼顾,焊接过程可顺利进行。因此,用交流电焊接铝、镁等金属是最好的。 8.影响铝合金性能的因素:
答:(1)冷变形与晶粒大小影响力学性能,冷变形提高强度,但降低延伸率,平均晶粒直径提高,则抗拉强度下降。
(2)无论人工时效还是自然时效,强度值都有一个高度值,然后下降,所以时效要恰到好处,不能不时效,也不能过时效。 (3)焊接接头软化,一般只能达到母材的70%左右。
9.熔化极氩弧焊在焊接铝合金时为什么熔滴过渡形式采用亚射流过渡形式? 答:熔化极氩弧焊在焊接铝合金时采用亚射流过渡形式其优点如下:
(1)由于电弧为碟形,所以阴极破碎区间大,焊缝起皱皮及表面发黑现象比射流电弧少。
(2)由于采用恒流外特性电源,焊接过程弧长有一定范围变化,焊接电流始终不变,因此焊缝外形和熔深非常均匀。
(3)射流电弧的熔深形状为“指形”,亚射流电弧为“碗形”,避免了“指形”熔深不足的缺陷。
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10.用氩弧焊焊铝及铝合金的工艺特点是什么?
答:铝及铝合金的氩弧焊工艺特点:氩弧焊是焊接铝及铝合金完善的焊按方法。氩弧焊时可以利用氩离子的阴极破碎作用,有效地去除熔池表面的氧化铝薄膜,焊接时没有熔渣,不会发生焊后残渣对接头的腐蚀。氩气流对焊接区域有冲刷作用,使焊接接头冷却加快,从而改善了接头的组织和性能,并减少焊件变形。此外,氩弧焊还具有保护效果好、电弧稳定、热量集中、焊缝成形美观等一系列优点,所以在生产中应大力推广用氩弧焊来焊接铝及铝合金。
11.铝合金焊接时对氩气纯度有哪些要求?氩气纯度不够时,对焊缝有什么影响?
答:在生产实际中,铝合金焊接时,氩气的纯度应大于99.9%以上,其中杂质氧和氢含量小于0.005%,氮含量小于0.015%,水分控制在0.02 毫克/升以下。否则就会造成合金元素烧损,焊缝出现气孔,表面无光泽、发渣或发黑,成形不良等现象。此外,还会影响电弧稳定性,导电嘴回烧频率加大,焊丝与母材熔合不好。 12.试述变形铝及铝合金材料用国际较为通用的代号表示方法。
答:变形铝及铝合金材料国际较为通用的代号用四位数字体系(按填加元素分类)表示:
(1) 1000系列--纯度大于99%的铝
(2) 2000系列—以铜为主要填加元素的铝合金 (3) 3000系列--以锰为主要填加元素的铝合金 (4) 4000系列--以硅为主要填加元素的铝合金 (5) 5000系列--以镁为主要填加元素的铝合金 (6) 6000系列--以铝硅为主要填加元素的铝合金 (7) 7000系列--以锌为主要填加元素的铝合金 (8) 8000系列—其它系列合金 (9) 9000系列—预备合金系列
13.试述钨极端部的形状对电弧的稳定性和焊缝成形的影响。
答:钨极端部的形状对电弧的稳定性和焊缝成形有一定影响。当钨极材料相同时,不同的电极形状对焊缝的成形也会有影响。总的原则的是:钨极端头的形状要根据焊件的熔透程度和焊缝成形的要求来选定,钨极端头直径越小,电弧呈伞形倾向越大,端头烧损也越严重,焊缝成形越不均匀。随着钨极端头直径的增大,则电弧柱状倾向变大,电弧集中而稳定。但是,当钨电极端头直径增大到一定数值之后,电弧反而会发生飘动不稳的观象,这时焊缝成形也不均匀。 14.铝合金用交流钨极氩弧焊焊接时,电极形状为什么必须是球形?
答:铝合金用交流钨极氩弧焊焊接时,钨棒不能削尖,对于一定的电流,如果钨
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棒直径适当,则钨棒端部就形成半球形的形状;如果电流的选择和钨棒不相当,产生的电流太强或太弱,电极端部就形成滴状,烧损严重,甚至熔化,向熔池渗透。所以用交流电源焊接铝合金时,电极形状必须是球形。 15.DIN6700-4对定位焊有什么要求?
答:如果定位焊全部或部分属于焊接的组成部分,则它在选择焊接添加料和焊工素质上与焊接有同样的要求。对于不属于焊接组成部分的定位焊应该这么处置,使得在焊接时把它完全熔化(如通过相应的焊接方法,把包括定位焊在内的先前的焊层进行封底焊)。只允许在无裂纹的定位焊上进行焊接。 16.铝合金在焊接时易产生哪种气孔?为什么?
答:产生气孔的气体有氢气、一氧化碳气体和氮气。氮不溶于液态铝,而且铝合金中不含碳,因此焊接铝合金时,不会产生氮气孔和一氧化碳气孔,只能产生氢气孔,所以焊接铝合金时,使焊缝产生气孔的气体是氢气。氢在液态铝中的溶解度0.7毫升/100克,而在660℃凝固温度时,氢的溶解度为0.04毫升/100克,使原来溶于液态铝中的氢大量析出,形成气泡。 17.铝及铝合金焊前应进行哪几项准备? 答:铝及铝合金焊前应进行下列几项准备:
(1)焊前清理 其目的是去除焊件表面的氧化膜和油污,是防止气孔的重要措施。(2)垫板 为了保证焊接并使铝不致烧穿或塌陷,焊前可在接缝下面放置垫板,垫板表面开一圆形槽,以保证焊缝反面成形。
(3)预热 由于铝的比热容比钢大l倍,热导率比钢大2倍,所以为了防止焊缝区热量的大量流失,焊前应对焊件进行预热。薄小铝件可不预热。厚度超过5mm的铝件可预热100—300℃。
18.试述钨极惰性气体保护焊采用直流正接电源的工艺特点。
答:直流正接电源时,焊件为阳极,不存在“阴极清理作用”,但具有下述特点: (1)焊件产生的热量大、温度高,因此熔池深而窄,生产率高,同时焊件的收缩和变形均较小。
(2)钨极为阴极,产生的热量较小,不易过热,大大增加了钨极的使用寿命。 (3)钨极的热发射能力很强,当采用小直径钨极时,电流密度大,有利于电弧稳定,电弧的稳定性比反接时好。
所以除焊接铝、镁及其合金外.其它金属均采用直流正接。
19.铝合金MIG焊时,为什么焊前必须清除焊口表面上的氧化膜、油污等污物? 铝合金MIG焊时必须清除掉焊接位置上的氧化膜。这层氧化膜坚硬且致密。它虽然可以防止金属继续氧化,有利于自然防腐,但这层氧化膜熔点非常高,给焊接带来了很大的困难,它的存在,防碍着金属熔滴的过渡,不仅影响了填充金属与
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母材金属的熔合,而且,使电弧燃烧不稳;另外,由于氧化膜比重大,容易进入金属内部,在焊缝中形成夹渣;氧化膜极易吸收水份,使焊缝产生气孔,因此,为保证焊接质量,铝合金MIG焊时,焊前必须清除焊口表面上的氧化膜、油污等污物。
20.12mm厚16Μn钢板对接,焊缝截面积100mm2 ,求接头横向收缩量? 解: AH --焊缝横截面积(mm2 ) δ--板厚(mm)
根据经验公式:横向收缩量ΔB= 0.18AH / δ = 0.18×100/12 = 1.5(mm) 答:该对接接头横向收缩量1.5毫米。
21.已知侧面角焊缝可承受的最大应力为3.6ΜPa,焊缝L=400mm,拉力F=10080N,试问该焊缝焊脚高是多少?
解:根据公式:τ= F / 1.4KL 可得
焊脚高K= F / 1.4Lτ= 10080 / 1.4×400×3.6 = 5(mm)
答:焊脚高为5毫米。
22.角焊缝构件焊脚K=8mm,拉力F=106 N, 焊缝L1 =L2=200mm, L3 =150mm,求角焊承受的切应力?
解:根据公式:τ= F / 0.7KΣL = 1000000 / 0.7×8×(200 +200 +150)
= 324.68ΜPa
答:该角焊缝承受的切应力为324.68ΜPa。
23.板厚为10mm钢板对接,焊缝受29300N剪切力,材料为Q235-A,求焊缝长度? (已知[τ']= 9800N/cm2 )
解:根据公式:τ= Q/Lδ1≤[τ' ] [τ' ] = 9800N/cm2
L≥Q/δ1[τ'] = 29300 / 1×9800 ≈2.99(cm)
答:焊缝长度为3 cm。
24.侧面角焊缝构件焊脚K=6mm,拉力F=104N,焊缝L=400mm,求焊缝承受多大切应力?
解:根据公式:τ= F / 1.4KL 可知 侧面角焊缝受静载强度:τ= F / 1.4KL
= 10 / 1.4×6×400 = 2.98(ΜPa) 答:焊缝承受的最大切应力为2.98ΜPa。
25.板厚为12mm的焊件焊缝长30mm,受拉力8640N,求焊缝所受应力? 解:根据公式:бt = F / δ1 L 可知
бt = 8640 / 12×30 = 24(ΜPa) 答:焊缝所受拉应力为24ΜPa。
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