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3.为什么不能过多的增加对接焊缝的余高值?
答:对接接头的焊缝余高值不能太大,以避免引起过高的应力集中,因为应力集中系数随着余高值的增加而加大,所以国家标准规定焊缝的余高值应在0—3mm之间,不得超出。对于承受动载荷的结构,为提高疲劳强度,焊缝的余高值应趋于零。
4.简述钢的牌号Q235—A·F符号的含义? 答:Q235:屈服强度约为235Mpa的碳素结构钢。 质量等级为A。F—沸腾钢。 5.如何区分熔焊和钎焊?各有什么特点?
答:熔焊是将待焊处的母材熔化以形成焊缝,而钎焊则是利用熔点比焊件低的中间介质——钎料将焊件联结起来。熔焊的特点是焊接接头的机械性能较高,联结厚件、大件时生产率高,缺点是产生的应力、变形较大,热影响区发生组织变化;钎焊的特点是加热温度低,接头平整、光滑、外形美观,应力、变形小,缺点是接头强度较低,装配时对装配间隙要求高。 6.简述手工钨极氩弧焊焊机安装后的检查与调试。
答:手工钨极氩弧焊机安装后,应按电气接线图及水、气路安装图进行仔细检查,然后接通电源、水源、气源。将气体调试开关接通,检查气路是否畅通及有无漏气故障。检查水流开头是否动作及回水管是否有足够的回水流出,有无堵塞及漏水现象。若发现水流开关不动作,应对水流开关进行调节。水、气路检查正常后,可进行试焊,并检查焊接程序是否正常,有无异常现象。上述检查均正常后,焊机即可交付使用。 7.什么是焊缝的一次结晶和二次结晶?
答:熔化焊时,液体熔池从高温冷却到常温,中间经过两次组织变化过程。第一次是从液态转变为固态时的结晶过程,称为一次结晶,第二次是当焊缝金属温度降至相变温度时,又发生了组织转变,叫做焊缝的二次结晶。 8.焊接熔池结晶有什么特点? 答:焊接熔池结晶的特点如下: a.熔池的冷却速度很快;
b.熔池中的液体金属处于过热状态; c.熔池结晶是在很大的温差下进行的; d.熔池在运动状态下结晶。
9.试述焊接区内氢气的来源?它有什么危害?如何控制它进行焊缝?
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答:焊接时的氢主要来源于空气中的水分,焊件表面上的杂质(铁锈、油污)、焊条药皮或焊剂中的水分、药皮中的有机物等。在气体保护焊时还来自保护气体中的水分,气焊时来自碳氢化合物燃烧的产物等。
氢对焊接接头的危害是:易在焊缝中形成气孔,引起塑性严重下降即氢脆性,当含氢量过高时焊缝金属会产生“白点”和冷裂纹等缺陷。
控制氢进入焊缝的措施是:限制焊接材料中的含氢量,清除焊件和焊丝表面的水锈、油脂等含氢杂质、冶金处理和控制焊接规范等。 10.什么是焊接冶金过程?其特点有哪些?
答:焊接冶金过程与金属冶炼过程一样,是通过加热使金属熔化,在金属熔化过程中,金属——熔渣——气体之间发生复杂的化学反应和物理变化,其特点如下:
a.熔池的体积很小,加热和冷却速度很快; b.电弧的温度高; c.熔池金属不断更新; d.反应接触面积大。
11.提高电弧焊稳定燃烧的方法有哪些? 答:提高电弧稳定燃烧的方法有:
a.在焊条药皮中加入电离势较低的物质作为稳弧剂,如钾、钠、钙、钛等; b.提高交流电源的空载电压; c.采用直流弧焊电源;
d.采用高频振荡器或脉冲引弧器,提高钨极氩弧焊时电弧的燃烧稳定性。 12.什么叫焊接电弧的静特性?电弧长度与电弧电压有什么关系? 答:在电极材料、气体介质和弧长一定的情况下,电弧稳定燃烧时,焊接电流随电弧电压变化的关系称为电弧静特性。它反映了电弧稳定燃烧时的静态电流和电压之间的关系。弧长一定,电流小于某数值时,如果焊接电流越小,电弧电压越高,而当电流大于某数值时,电压差跟电流大小无关,而主要与弧长有关,电弧越长,电弧电压越高,电弧越短,电弧电压越低。 13.什么叫焊接线能量?它对焊接接头有什么影响?
答:焊接线能量是指单位长度的焊缝所得到的焊接电弧热能量(或其他热源的热量)。线能量是由电弧的热功率和电弧移动速度决定的。其计算公式为:
q?U?IV焊接人 www.cnwelder.com 免费下载
式中:q——焊接线能量(J/mm); U——电弧电压(V); I——焊接电流(A); V——焊接速度(mm/s)
线能量把焊接过程中的焊接电流,电弧电压和焊接速度三个参数密切联系起来。当焊接电流增大或焊接速度减慢而使线能量增大时,过热区的晶粒尺寸增大,韧性降低;当线能量过小时,可使某些低合金高强钢产生裂纹。因此,应根据具体钢和具体焊接方法选用一个最佳线能量。 14.什么叫钢材的焊接性?
答:钢材的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应性,主要指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度。它包括两方面的内容;其一是接合性能,即在一定焊拉接工艺条件下,一定的金属形成焊接缺陷的敏感性;其二是使用性能,即在一定焊接工艺条件下,一定金属的焊接接头对使用要求的适应性。
15.如何用碳当量估算钢材的焊接性?
答:把钢中合金元素(包括碳)的含量按其作用换算成碳当量,作为评定钢材焊接性的一种参考指标。国际焊接学会推荐的碳当量公式为:
CE?C?MnCr?Mo?VNi?Cu??(%)6515 式中:CE——碳当量
其他字母——各代表该元素的百分含量。
碳当量值越高,表示材料焊接性越差。通常,当CE≥0.4%时,就要考虑焊前预热、控制层温、缓冷、焊后热处理等工艺措施。 16.简述焊接裂纹的分类及其危害。
答:焊接裂纹按产生的温度范围可分为冷裂纹和热裂纹,按产生的时间可分为延迟及热影响区裂纹,按其形态可分为晶间裂纹和穿晶裂纹。而消除应力裂纹(通常称再热裂纹)则是指在消除应力热处理过程中产生的裂纹。 焊接裂纹是最危险的缺陷,一般结构中都不允许存在,否则将导致危险的破坏性事故发生。
17.什么叫热裂纹?它有什么特征?
答:习惯上所称呼的热裂纹,一般指焊缝金属由液态冷却到固相线左右出现的结晶裂纹。其主要的形成原理是随着结晶面的延伸,低熔点杂质富集到结晶对称中心位置,造成低熔点共晶特的富集,在冷却收缩而得不到液体金
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属的补充时,在拉应力的作用下,在被分隔的自由表面上形成了裂纹,但确切的热裂纹的含义,应该包括结晶裂纹,液化裂纹和高温低塑性裂纹。后两种裂纹都发生在热影响区,由于母材受焊接热循环的过热影响,使奥氏体晶粒粗化,并导致出现晶界液膜或日界弱化,在收缩应力作用下产生了裂纹。 18.什么叫冷裂纹?焊接哪些钢容易产生这种裂纹?
答:通常把焊接接头冷却到Ms点以下时,出现的裂纹称为冷裂纹,碳当量等于大于0.40%的低合金钢,中、高碳素钢,合金风、工具钢和超高强钢等焊接时,都有产生冷裂纹的倾向。
19.什么是冷裂纹产生的三大因素?如何防止冷裂纹?
答:产生焊接冷裂纹的三大因素是:金相组织(淬硬倾向)、含氢量和拘束条件,但对一般低合金钢接头,氢起主导作用而引起的冷裂纹又称为氢致裂纹,对合金钢中含碳量较高的钢,由组织状态起主要作用而引起的裂纹则又称为淬火裂纹。 防止冷裂纹的措施:
工艺措施:预热、层间保温、后热或缓冷、保温以及焊后立即消除应力处理。上述措施的作用都是加速氢的逸出,改善冷却缓和应力。
冶金措施:选用低氢焊接材料和低氢的焊接工艺方法(如低氢焊条、CO2气体保护焊接)、彻底清除水、锈蚀、油污等减氢措施,以及改善焊缝组织状态,以提高焊缝塑性。
此外,还可以设计改善焊缝拘束条件,如合理安排焊缝,尽量采用分部焊接及采用合理的焊接顺序等措施。
20.TIG焊的钨极有几种?怎样磨削钨极的端部形状?
答:用于钨极氩弧焊的钨极有二种:一种是钍钨极,因钍是放射性元素,因此在磨削或使用时都应特别注意;另一种是铈钨极,它与钍钨极一样,能改善提高钨极的发射电子能力,由于铈元素放射性小,因此在我国得到广泛采用。
钨极端部磨削的形状对焊接质量和钨极使用寿命具有很大影响。应将钨极端部的形状磨成平底锥形。锥顶直径d为钨极直径的1/3—1/4,若锥顶过尖,钨极易烧损,若过平,则电弧飘浮不定,为提高钨极使用寿命,最好沿平行钨极长度的方向磨削(如削铅笔方法),并且将其表面用砂纸打光。 21.试述钨极脉冲氩弧焊的特点。 答:钨极脉冲氩弧焊具有如下特点:
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a.可以焊接超薄型工件(最薄厚度可达0.1mm); b.能进行全位置焊接;
c.可以顺利焊接敏感性强的材料,如镍铬合金、钛合金等; d.可顺利完成单面焊双面成型的工艺。
五、计算题
1.当采用手弧焊的方法焊接16MnR钢时,已知焊缝长L=3m,对接接头开V形坡口,熔敷金属截面积A=250mm2,焊条转熔系数Kn=0.79,焊条药皮的重量系数Kb=0.32,熔敷金属密度=7.8g/cm3,试求选用E5015焊条的消耗量? 已知:A=250mm2;L=3m;p=7.8g/cm3 ; Kn=0.79; Kb=0.32 求:3m长的焊缝消耗焊条量g条=? 解: g条?A?L??(1?Kb)1000?Kn =9.77(kg) ≈9.8(kg)
2.如图所示,考试试板钢材为16MnR,厚度为12mm,采用V型坡口,根部间隙b=2mm,钝边P=2mm,要求焊缝余高C=3mm,焊缝宽度B=22mm,坡口角度α=60°,试板长度L=300mm,使用焊条型号为E5015,求焊接该板消耗的焊条量。
(1)求焊缝熔敷金属截面积A=?
已知:δ=12mm;b=2mm; α=60°;tg30°=0.58;
B=22mm; C=3mm; P=2mm 解:
2?B?C232A?12?2?0.58?(12?2)2??22?33A???b?tg?(??p)2?250?3?78g? 条1000?0.79(1?0.32)
?
A?126(mm)2 (2)求300mm焊缝消耗焊条量g条=?
已知:焊缝长度L=300mm=0.3m; 熔敷金属密度为ρ= 7.8(g/cm3)