复习四：熔池凝固和焊缝固态相变
一、填空
1、4.1对熔池结晶后所形成的焊缝进行宏观观察发现，主要存在两种晶粒，即（柱状）晶粒和（等轴）晶粒。
2、4.1焊接熔池的结晶形态主要取决于液相的（成分过冷度）。随它的增大，依次出现平面晶、胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和（等轴）晶等结晶形态。 3、4.1控制偏析的措施主要是（细化）焊缝晶粒和适当（降低）焊接速度。 4、4.2低碳钢焊缝金属的固态相变组织主要是（铁素体）加少量的（珠光体）。 5、4.2珠光体是（铁素体）和（渗碳体）的层状混合物，是低合金钢在接近平衡状态下(如热处理时的连续冷却过程)，在Ac1～550℃温区内发生扩散相变的产物。
6、4.2板条马氏体又称（低碳）马氏体或（位错）马氏体。板条马氏体不但具有较高的强度，而且具有良好的韧性，因而是综合性能最好的一种马氏体。 7、4.2片状马氏体又称（高碳）马氏体或（孪晶）马氏体。片状马氏体硬度很高，而且很脆，容易产生冷裂纹，在焊缝中应尽量避免它的形成。
8、4.2根据化学成分所建立的焊接CCT图，可以预测焊缝的（组织）及调节焊缝的（性能），并可确定焊缝最终组织的构成。
9、4.3改善焊缝金属凝固组织的有效方法之一就是向焊缝中添加某些合金元素，起（固溶强化）和（变质处理）的作用。
10、4.3跟踪回火使用气焊（中性）焰，将焰心对准焊道作“z”形运动，火焰横向摆动的宽度大于焊缝宽度（2—3） mm。
11、4.4按照产生气孔的气体种类不同，可分为氢气孔、（氮）气孔和（一氧化碳）气孔等。
12、4.4一般碱性焊条药皮中均含有一定量的（氟石），可以有效地降低（氢）气孔的倾向。
13、4.4对焊条的烘干应给以重视。一般碱性焊条的烘干温度为（350—450）℃，酸性焊条的烘干温度为（200）℃左右。
二、名词解释
1、4.1熔池：在高温热源的作用下，由熔化的局部母材和填加材料所组成的具有一定几何形状的液态区域。
2、4.1联生结晶：依附于母材半熔化晶粒开始长大的结晶方式叫做联生结晶或交互结晶。联生结晶是焊接的重要特征，钎焊和粘接都不是联生结晶。
3、4.1偏析：焊缝及熔合区中出现的合金元素分布不均匀的现象称为偏析，它是焊接热裂纹形成的重要原因之一。
4、4.1显微偏析：在晶粒尺度上发生的化学成分不均匀的现象称为显微偏析。 5、4.1层状偏析：由于结晶过程周期性变化而造成的化学成分分布不均匀现象，称为层状偏析。
6、4.3跟踪回火：就是在焊完每道焊缝后用气焊火焰在焊缝表面跟踪加热。 7、4.4气孔：焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴称为气孔。
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三、判断
1、4.1焊条摆动与电弧吹力所产生的强烈搅拌作用，进一步促进气体和杂质的浮出，因而焊缝的凝固组织要比一般铸锭致密性好。
2、4.1由于熔池体积小，冷却速度高，一般电弧焊条件下焊缝中看不到等轴晶粒。
3、4.1对于焊接奥氏体钢和铝合金时应特别注意不能采用大的焊接速度。 4、4.1当功率不变的情况下，增大焊接速度，晶粒成长平均线速度(即结晶速度)也增大。
5、4.1焊接接头中，产生层状偏析的原因是由于热的周期性作用而引起的。 6、4.2一般认为魏氏组织是由先共析铁素体、侧板条铁素体和珠光体混合而成的多相组织。
7、4.2在冷却速度特别大时，低碳钢焊缝中也可能出现马氏体组织。 8、4.2焊缝中的珠光体能增加焊缝的强度，但使其韧性降低。
9、4.2上贝氏体是各种贝氏体中韧性最差的一种，而下贝氏体则具有良好的强度和韧性。
10、4.4CO气孔多在焊缝内部，沿结晶方向分布，呈条虫状，内壁有氧化颜色。 11、4.4一般来讲，交流焊接时的气孔倾向大于直流焊，直流正接时的气孔倾向大于直流反接，降低电弧电压可以减小气孔倾向。
12、4.4为防止焊缝产生气孔，CO2焊时，必须充分脱氧，即使是焊接低碳钢，也必须采用合金钢焊丝。
13、4.4焊缝或母材中有夹杂物存在时，不仅降低了焊缝金属的韧性，增加低温脆性，同时也增加了热裂纹和层状撕裂的倾向。
四、简答
1、4.1焊接熔池的凝固，与一般钢锭的结晶相比有哪些特点？ 答：（1）熔池体积小、冷却速度大；（2）熔池过热、温度梯度大；（3）熔池在动态下结晶；（4）焊接熔池凝固以熔化母材为基础。 2、4.4防止焊缝中夹杂物的措施
答：防止焊缝中产生夹杂物的最重要方面就是正确选择焊条、焊剂，使之更好的脱氧、脱硫等。其次是注意工艺操作，具体如下： (1)选用合适的焊接工艺参数，以利于熔渣的浮出； (2)多层焊时，应注意清除前层焊缝的熔渣； (3)焊条要适当的摆动，以便熔渣浮出； (4)操作时注意保护熔池，防止空气侵入。
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复习五：HAZ的组织和性能
一、填空
1、5.1一般认为，焊接接头是由焊缝、（熔合区）和（热影响区）三个部分组成的。
2、5.1焊缝金属的组织和性能除受化学成分的影响之外，主要与（最高加热温度）和（冷却速度）有关。
3、5.1多层焊时，前一层焊道对后一层可起到（预热）作用，而后一层焊道对前一层则起到了（后热）作用，即相邻各层之间有依次热处理的作用。
4、5.1多层焊时，为防止最后一层焊缝金属因冷速过（大）而淬硬，可多加一层“（退火）焊道”，从而使焊接质量有所改善。
5、5.1多层焊焊接淬硬倾向较大钢时，应特别注意与其他工艺措施的配合，如预热、控制（层间温度），以及后热、（缓冷）等。
6、5.1多层焊工艺中，每道焊缝长度为（50～400）mm时，称为短段多层焊。 7、5.1短段多层焊对焊缝和热影响区组织都具有一定的改善作用，适于焊接晶粒易（长大）而又易于（淬硬）的钢种。 8、5.2 45钢在焊接条件下比在热处理条件下的CCT曲线稍向（右）移动，40Cr钢在焊接条件下的CCT曲线比热处理条件下CCT曲线向（左）移动。
9、5.2不易淬火钢的焊接热影响区主要由（过热）区、完全重结晶区、不完全重结晶区及（再结晶）区组成。
10、5.2焊接热影响区的大小受许多因素的影响，例如（焊接方法）、板厚、（线能量），以及不同的施工工艺等。
11、5.3不易淬火钢的焊接热影响区中，过热区的组织特征是晶粒粗大的（铁素体）和珠光体，甚至形成（魏氏）组织。
12、5.3焊接热影响区中的完全重结晶区又称（正火）区或（细晶）区，具有较高的力学性能，甚至优于母材本身。
13、5.3对于易淬火钢，当母材为（调质）状态时，热影响区由完全淬火区、不完全淬火区和（回火）区组成。
14、5.3对于易淬火钢，当母材为（退火）或（正火）状态时，热影响区只由完全淬火区和不完全淬火区组成。
15、5.3焊接热影响区中，完全淬火区的组织特征是粗细不同的（马氏体）与少量（贝氏体）的混合组织。
16、5.3易淬火钢焊接热影响区中，不完全淬火区的组织特征是（马氏体）、（铁素体）以及中间体构成的混合组织。 17、5.3焊接热影响区的硬度主要决定于被焊钢材的（化学成分）和（冷却条件），它是评价钢种淬硬倾向的重要指标。
18、5.3为降低焊接热影响区的软化程度，应采用能量密度（高）的焊接方法，同时尽量（降低）焊接热输入。
19、5.4碳钢和低合金钢接头的熔合区宽度为（0.13～0.50） cm，而奥氏体钢接头的熔合区宽度只有（0.06～0.12） cm。
二、名词解释
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1、5.1热影响区：焊接（或切割）过程中，焊缝（或切口）两侧未熔化的母材因受热的影响，而发生组织和性能变化的区域称为“热影响区”(英文缩写为HAZ)，或称“近缝区”。
2、5.1焊接热循环：在焊接热源作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化，叫做焊接热循环。热循环一般用温度一时间曲线表示。
3、 5.1层间温度：多层焊时在施焊后续焊道前，其相邻焊道应保持的最低温度。在实际生产中可通过保温或加热等措施调整层间温度。
4、5.3粗晶脆化：粗晶脆化是指焊接热影响区因晶粒粗大而发生韧性降低的现象。
5、5.3组织脆化：焊接热影响区中，反常的混合组织、粗大的魏氏体组织、上贝氏体等也会导致脆化。这种因出现脆硬组织而导致的脆化也叫组织脆化。 6、5.3时效脆化：焊接热影响区在AC1以下的一定温度范围内经一定时间的时效后，因出现碳、氮原子的聚集或析出碳、氮的化合物沉淀相而发生的脆化现象。 7、5.4熔合区：熔合区在焊接接头中的焊缝与母材交界处，是介于焊缝与热影响区之间的相当窄小的过渡区，实际上是具有一定宽度的半熔化区。
三、判断
1、5.1在研究焊接接头的组织变化时，是按最高加热温度对HAZ划分区域的。 2、5.1所谓长段多层焊，是指每道焊缝的长度在1 m以上的多层焊。
3、5.1应当指出，对于一些淬硬倾向较大的钢种，不适于长段多层焊接。 4、5.1短段多层焊对焊缝和热影响区组织都具有一定的改善作用，适于焊接晶粒易长大而又易于淬硬的钢种。
5、5.1同样板厚的V形坡口对接接头与角接头相比，后者的冷却速度要比前者大得多。
6、5.1在接头形式与焊接条件相同时，焊道越短，其冷却速度越大。 7、5.2焊接时加热过程组织转变的特点是：（一）组织转变向高温推移；（二）奥氏体均质化程度降低，部分晶粒严重长大。 8、5.2焊接时冷却过程组织转变的特点是：（一）组织转变向低温推移；（二）马氏体转变临界冷却速度发生变化。
9、5.3不完全重结晶区又称部分相变区或不完全正火区，该区的力学性能也不均匀，其冲击韧度低于完全重结晶区。
10、5.3如果焊前母材为未经过冷作变形的热轧态或退火态的钢板，那么在热影响区中就不会出现再结晶区。
11、5.3完全淬火区是易淬火钢焊接接头中性能较差、易于出现焊接缺陷的一个薄弱环节。
12、5.3从工艺角度出发，应采取能量集中的热源，并降低焊接热输入，必要时还可采取适当的预热措施，这样能减小热影响区的宽度以及晶粒的粗化程度。 13、5.4化学成分严重不均匀是熔合区最大的特征，从而引起熔合区组织和性能的不均匀，甚至导致焊接缺陷的产生。
14、5.4熔合区常常是热裂纹、冷裂纹及脆性相的发源地，从而成为焊接接头的最薄弱环节。
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五、简答
1、5.1焊接热循环的基本参数有哪几个？ 答：焊接热循环的基本参数有：（1）加热速度；（2）最高加热温度；（3）相变温度以上停留的时间；（4）冷却速度
2、5.1影响焊接热循环的因素有哪些？ 答：（1）焊接线能量与预热温度；（2）焊接方法； （3）焊件尺寸；（4）接头形式；（5）焊道长度 3、5.1调整焊接热循环可以从哪方面人手？ 答：（1）根据被焊金属的成分和性能选择适用的焊接方法；（2）合理选用焊接参数；
（3）采用预热、焊后保温或缓冷等措施降低冷却速度； （4）调整多层焊的层数或焊道长度，控制层间温度。 4、5.1 t8／5符号的含义时什么？ 答：对于低合金钢来讲，焊接热循环的基本参数——冷却速度用“特定的冷却时间”来表示，往往选定相变温度范围内的冷却时间，亦即从800℃冷却到500℃所经历的时间，一般用符号t8／5表示。
5、5.3目前改善热影响区性能主要从以下几个方面人手。 答：（1）采用高韧性母材；（2）焊后热处理；（3）合理制订焊接工艺 6、5.4熔合区的主要特征表现在哪些方面？
答：主要特征表现在几何尺寸小、成分不均匀、空位密度高、残余应力大以及晶界液化严重等方面。
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