150.對(duì)于低碳鋼、16Mn等一般性焊接結(jié)構(gòu)，焊后可以不必采取消除殘余應(yīng)力的措施。
151.減小焊接應(yīng)力的措施：采用合理的焊接順序和方向、采有較小的焊接線能量、預(yù)熱。
152.消除應(yīng)力退火一般能消除殘余應(yīng)力80%～90%以上，是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的行之有效的消除焊接殘余應(yīng)力的方法。
153.焊后為消除焊接應(yīng)力，應(yīng)采用退火方法。
154.當(dāng)材料處于三向拉伸應(yīng)力作用下，往往容易發(fā)生脆性斷裂。
155.低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)的主要問題是冷裂紋和粗晶區(qū)脆化。
156.-40-100℃的鐵素體型低合金低溫鋼具有良好的焊接性。
157.低溫鋼焊接時(shí)要采用小線能量。
158.有淬硬冷裂傾向的低合金結(jié)構(gòu)鋼焊接工藝特點(diǎn)：采取預(yù)熱、要控制線能量(熱輸入)、采取降低含氫量的工藝措施。
159.板厚16mm以下的16Mn鋼焊接環(huán)境溫度-10℃以下預(yù)熱100～150℃。
160.8MnMoNb鋼是中溫厚壁壓力容器和鍋爐用鋼，最高工作溫度可達(dá)450℃。
161.鋼號(hào)16MnDR中，"DR"表示低溫壓力容器用鋼
162.18MnMoNb鋼的使用狀態(tài)為正火加回火。
163.18MnMoNb鋼的焊接性較差，焊前需要預(yù)熱，預(yù)熱溫度為180～250℃。
164.18MnMoNb鋼焊條電弧焊或埋弧自動(dòng)焊焊后，要進(jìn)行回火或消除應(yīng)力熱處理，其加熱溫度為600～650℃。
165.珠光體耐熱鋼最高使用溫度一般為500～600℃。
166.珠光體耐熱鋼焊前局部預(yù)熱必須保證預(yù)熱寬度，焊縫兩側(cè)各大于所焊壁厚的4倍，且至少不小于150mm。
167.珠光體耐鋼焊條電弧焊或埋弧自動(dòng)焊焊后應(yīng)立即進(jìn)行高溫回火，以消除焊接殘余應(yīng)力，防止延遲裂紋，改善接頭組織，提高接頭綜合力學(xué)性能等。
168.采用氬弧焊焊接珠光體耐熱鋼時(shí)，焊前不需預(yù)熱。
169.強(qiáng)度等級(jí)不同的低合金結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)行焊接時(shí)，應(yīng)根據(jù)其中焊接性較差的材料選用預(yù)熱溫度。
170.超低碳奧氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為≤0.03%
171.奧氏體不銹鋼中主要元素是Cr和Ni，沒有磁性。
172.奧氏體不銹鋼的焊接工藝特點(diǎn)：不能進(jìn)行預(yù)熱和后熱工藝、采用小線能量，小電流快速焊、要快速冷卻。
173.奧氏體不銹鋼的焊接電流(安)，一般取焊條直徑(毫米)的25～30倍。
174.奧氏體不銹鋼塑性和韌性很好，具有良好的焊接性，焊接時(shí)一般不需要采取特殊的焊接工藝措施。
175.奧氏體不銹鋼合適的焊接方法：焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、埋弧自動(dòng)焊。
176.奧氏體不銹鋼焊條電弧焊工藝操作必須遵循的原則：采用小線能量，小電流短弧快速焊、采用多層多道焊、采用焊條擺動(dòng)的窄道焊。
177.奧氏體不銹鋼焊接時(shí),不要在坡口之外的焊件上打弧。
178.銅及銅合金焊接時(shí)在焊縫及熔合區(qū)易產(chǎn)生熱裂紋。
179.當(dāng)熔渣的堿度為<1.5時(shí)，稱為酸性渣。
180.在焊接接頭中，由熔化的母材和填充金屬組成的部分叫焊縫。
181.焊接熱過程是一個(gè)不均勻加熱的過程，以致在焊接過程中出現(xiàn)應(yīng)力和變形，焊后便導(dǎo)致焊接結(jié)構(gòu)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形。
182.從防止過熱組織和細(xì)化晶粒的角度考慮，應(yīng)減少焊接電流。
183.中厚板單道焊線能量大，焊縫和熱影響大晶粒粗大，塑性和韌性較低。
184.低碳鋼焊接工藝要點(diǎn)：○1焊前清除焊件表面鐵銹、油污、水分等雜質(zhì)，焊條必須烘干;○2角焊縫、對(duì)接多層焊的第一層焊縫及單道焊焊縫要避免深而窄的坡扣形式，以防出現(xiàn)未焊透和夾雜缺陷;○3為防止空氣侵入焊接區(qū)而引起氣孔，降低街頭性能，宜盡量采用短弧焊;○4焊件的剛性增大，焊縫的裂紋傾向性也增大，因此焊接剛性大的結(jié)構(gòu)件時(shí)，宜采用焊槍預(yù)熱和焊后消除應(yīng)力熱處理的措施�！�5在環(huán)境溫度低于低于-10℃下焊接厚壁構(gòu)件時(shí)，應(yīng)采用低氫堿性焊條，并對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱。
185.除了運(yùn)條橫向擺動(dòng)寬度之外，電弧長度是影響單道焊縫寬度的主要因素。
186.什么是焊接?常用的焊接方法分為哪幾類?
答：通過加熱或加壓，或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件達(dá)到結(jié)合的一種加工工藝方法稱為焊接。
工件可以用各種同類或不同類的金屬、非金屬材料(塑料、石墨、陶瓷、玻璃等)，也可以用一種金屬與一種非金屬材料。金屬的焊接在現(xiàn)代工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，因此狹義地講，焊接通常就是指金屬材料的焊接。
按照焊接過程中金屬材料所處的狀態(tài)不同，目前把焊接方法分為以下三類：
⑴熔焊焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓力完成焊接的方法稱為熔焊。常用的熔焊方法有電弧焊、氣焊、電渣焊等。
⑵壓焊焊接過程中，必須對(duì)焊件施加壓力(加熱或不加熱)，以完成焊接的方法稱為壓焊。常用的壓焊方法有電阻焊(對(duì)焊、點(diǎn)焊、縫焊)、摩擦焊、旋轉(zhuǎn)電弧焊、超聲波焊等。
⑶釬焊焊接過程中，采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法稱為釬焊。常用的釬焊方法有火焰釬焊、感應(yīng)釬焊、爐中釬焊、鹽浴釬焊和真空釬焊等。
187.焊接區(qū)內(nèi)有哪些氣體?其來源如何?
答：焊接過程中，焊接區(qū)內(nèi)充滿大量氣體。用酸性焊條焊接時(shí)，主要?dú)怏w成分是CO、H2、H2O;用堿性焊條焊接時(shí)，主要?dú)怏w成分是CO、CO2;埋弧焊時(shí)，主要?dú)怏w成分是CO、H2。
焊接區(qū)內(nèi)的氣體主要來源于以下幾方面：一是為了保護(hù)焊接區(qū)域不受空氣的侵入，人為地在焊接區(qū)域添加一層保護(hù)氣體，如藥皮中的造氣劑(淀粉、木粉、大理石等)受熱分解產(chǎn)生的氣體、氣體保護(hù)焊所采用的保護(hù)氣體(CO2氣體、Ar氣)等;其次是用潮濕的焊條或焊劑焊接時(shí)，析出的氣體、保護(hù)不嚴(yán)而侵入的空氣、焊絲和母材表面上的雜質(zhì)(油污、鐵銹、油漆等)受熱產(chǎn)生的氣體，以及金屬和熔渣高溫蒸發(fā)所產(chǎn)生的氣體等。
188.試述氮、氫、氧對(duì)焊縫金屬的作用和影響
答：⑴氮氮主要來自焊接區(qū)域周圍的空氣。手弧焊時(shí)，堆焊金屬中約含有0.025%的氮。氮是提高焊縫金屬強(qiáng)度、降低塑性和韌性的元素，也是在焊縫中產(chǎn)生氣孔的主要原因之一。
⑵氫氫主要來源于焊條藥皮、焊劑中的水分、藥皮中的有機(jī)物，焊件和焊絲表面上的污物(鐵銹、油污)和空氣中的水分等。各種焊接方法均使焊縫增氫，只是增氫的程度不同：手弧焊時(shí)用纖維素藥皮焊條焊得的焊縫含氫量比母材高出70倍;只有采用低氫型焊條施焊時(shí)，焊縫的含氫量才比較低;而用CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，含氫量最低。氫使焊縫金屬的塑性性嚴(yán)重下降，促使在焊接接頭中產(chǎn)生氣孔和延時(shí)裂紋，并且還會(huì)在拉伸試樣的斷面上形成白點(diǎn)。
⑶氧氧主要來源于空氣、藥皮和焊劑中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。隨著焊縫中含氧量的增加，其強(qiáng)度、硬度和塑性會(huì)明顯下降，還能引起金屬的熱脆、冷脆和時(shí)效硬化，并且也是焊縫中形成氣孔(CO氣孔)的主要原因之一。
總之，進(jìn)入焊縫金屬中的氮、氫、氧都是屬于有害的元素。
189.為什么對(duì)焊接區(qū)域要進(jìn)行保護(hù)?如何保護(hù)?
答：對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行保護(hù)的目的是防止空氣侵入熔滴和熔池，減少焊縫金屬中的氮、氧含量。保護(hù)的方式有下列三種：
⑴氣體保護(hù)例如，氣體保護(hù)焊時(shí)采用保護(hù)氣體(CO2、H2、Ar)將焊接區(qū)域與空氣隔離起來。
⑵渣保護(hù)在熔池金屬表面覆蓋一層熔渣使其與空氣分開隔離，如電渣焊、埋弧焊。
⑶氣-渣聯(lián)合保護(hù)利用保護(hù)氣體和熔渣同時(shí)對(duì)熔化金屬進(jìn)行保護(hù)，如手弧焊。
190.如何減少焊縫金屬中的含氧量?
答：對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行保護(hù)、防止空氣與熔化金屬進(jìn)行接觸是控制焊縫金屬中含氧量的重要措施，但是不能根本解決問題，因?yàn)檠踹�可以通過許多其它渠道進(jìn)入焊縫中，要徹底堵塞這些渠道事實(shí)上是不可能的，因此目前只能采取措施，對(duì)已進(jìn)入熔化金屬中的氧進(jìn)行脫氧處理。
191.焊縫金屬常用的脫氧方法有哪些?
答：利用熔渣或焊芯(絲)金屬與熔化金屬相互作用進(jìn)行脫氧，是焊縫金屬常用的脫氧辦法。
⑴擴(kuò)散脫氧當(dāng)溫度下降時(shí)，原先熔解于熔池中的FeO會(huì)不斷地向熔渣進(jìn)行擴(kuò)散，從而使焊縫中的含氧量下降，這種脫氧方法稱為擴(kuò)散脫氧。
如果熔渣中有強(qiáng)酸性氧化物SiO2、TiO2等，它們會(huì)與FeO生成復(fù)合物，其反應(yīng)式為
(SiO2+FeO)=FeO·SiO2
(TiO2+FeO)=FeO·TiO2
反應(yīng)的結(jié)果使熔渣中的自由FeO減少，這就使熔池金屬中的[FeO]不斷地向渣中擴(kuò)散，焊縫金屬中的含量因此得以減少。
酸性熔渣(如焊條J422、焊劑HJK431熔化所成的熔渣)中含有較多量的SiO2、TiO，所以其脫氧方法主要是擴(kuò)散脫氧。但是在焊接條件下，由于熔池冷卻速度快，熔渣和液體金屬相互作用的時(shí)間短，擴(kuò)散脫氧進(jìn)行得很不充分，因此用酸性焊條(劑)焊成的焊縫，其含氧量還比較高，焊縫金屬的塑性和韌性也比較低。
⑵用脫氧劑脫氧在焊芯、藥皮或焊絲中加入某種元素，使它本身在焊接過程中被氧化，從而保證被焊金屬及其合金元素不被氧化或已被氧化的金屬還原出來，這種用來脫氧的元素稱為脫氧劑。常用的脫氧劑有碳、錳、硅、鈦和鋁。
堿性焊條的脫氧劑以鐵合金的形式加入到藥皮中去，如錳鐵、硅鐵等。
埋弧焊常采用合金焊絲，如H08MnA、H10MnSi等。
用脫氧劑脫氧的效果比擴(kuò)散脫氧好得多，所以用堿性焊條施焊的焊縫，其含氧量比用酸性焊條施焊時(shí)要低，塑性、韌性相應(yīng)得到提高，因此堿性焊條常用來焊合金鋼及重要的焊接結(jié)構(gòu)。
192.如何減少焊縫金屬中的含氫量?
答：減少焊縫金屬中含氫量的常用措施有：
1)烘干焊條的焊劑;
2)清除焊件和焊絲表面上的雜質(zhì);
3)在藥皮和焊劑中加入適量的氟石(CaF2)、硅砂(SiO2)，兩者都具有較好的去氫效果;
4)焊后立即對(duì)焊件加熱，進(jìn)行后熱處理;
5)采用低氫型焊條、超低氫型焊條和堿性焊劑。
193.試述焊縫金屬中硫的危害性。如何脫硫?
答：硫是焊縫中常存的有害元素之一。硫能促使焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋、降低沖擊韌度和需腐蝕性，并能促使產(chǎn)生偏析。厚板焊接時(shí)，硫還會(huì)引起層狀撕裂。
硫在液態(tài)金屬中以FeS的形式存在，熔渣中的Mn、MnO、CaO具有一定的脫硫作用;其反應(yīng)式如下
[Mn]+[FeS]=[MnS]+[Fe]
[MnO]+[FeS]=[MnS]+[FeO]
[CaO]+[FeS]=[CaS]+[FeO]
生成的MnS、CaS都進(jìn)入熔渣中，由于MnO、CaO均屬堿性氧化物，在堿性熔渣中含量較多，所以堿性熔渣的脫硫能力比酸性熔渣強(qiáng)。
194.試述焊金屬中磷的危害性。如何脫磷?
答：磷也是焊縫中常存的有害元素之一。磷會(huì)增加鋼的冷脆性，大幅度地降低焊縫金屬的沖擊韌度，并使脆性轉(zhuǎn)變溫度升高。焊接奧氏體類鋼或焊縫中含碳量較高時(shí)，磷也會(huì)促使焊縫金屬產(chǎn)生熱裂紋。
磷在液態(tài)金屬中以Fe2P、P2O5形式存在。脫磷反應(yīng)可分為兩步進(jìn)行：第一步是將磷氧化成P2O5;第二步使之與渣中的堿性氧化物CaO生成穩(wěn)定的復(fù)合物進(jìn)入熔渣。其反應(yīng)式為
2[Fe2P]+5(FeO=P2O5+11[Fe]
P2O5+3(CaO)=(CaO)3·P2O5
P2O5+4(CaO)=(CaO)4·P2O5
由于堿性熔渣中含有較多的CaO，所以脫磷效果比酸性熔渣要好。
但是實(shí)際上，不論是堿性熔渣還是酸性熔渣，其最終的脫硫、脫磷效果仍不理想。所以目前控制焊縫中的硫、磷含量，只能采取限制原材料(母材、焊條、焊絲)中硫、磷含量的方法。
195.什么是焊縫金屬的合金化?常用的合金化方式有哪些?
答：合金化就是把所需要的合金元素，通過焊接材料過渡到焊縫金屬(或堆焊金屬)中去。
合金化的目的：1)補(bǔ)償焊接過程中由于氧化、蒸發(fā)等原因造成的合金元素的損失;2)改善焊縫金屬的組織和性能;3)獲得具有特殊性能的堆焊金屬。
常用的合金化方式有：應(yīng)用合金焊絲;應(yīng)用藥芯焊絲或藥芯焊條;應(yīng)用合金藥皮或粘結(jié)焊劑;應(yīng)用合金粉末;應(yīng)用熔渣與金屬之間的置換反應(yīng)。
196.什么是焊接熔池的一次結(jié)晶?它有什么特點(diǎn)?
答：熱源離開后，焊接熔池的金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，稱為焊接熔池的一次結(jié)晶。焊接熔池的一次結(jié)晶具有如下特點(diǎn)：
⑴熔池的體積小、冷卻速度大電弧焊時(shí)，熔池體積最大約為30cm3，液態(tài)金屬的質(zhì)量不超過200g(單絲自動(dòng)埋弧焊)。由于熔池的體積小，周圍又被冷金屬所包圍，所以熔池的冷卻速度很大，可達(dá)100℃/s，比鑄錠的冷卻速度大幾百到上萬倍，這就使含碳量高、含合金元素較多的鋼材，在焊接接頭中出現(xiàn)淬火硬組織(馬氏體)和結(jié)晶裂紋。
⑵熔池中的液態(tài)金屬處于過熱狀態(tài)對(duì)于低碳和低合金鋼，弧焊時(shí)熔池的平均溫度為(1770±100)℃，超過了材料的熔點(diǎn)，處于過熱狀態(tài)。因此合金元素的燒損比較嚴(yán)重。
⑶熔池是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下結(jié)晶熔焊時(shí)，熔池隨熱源作同速移動(dòng)，在熔池中金屬的熔化和結(jié)晶過程同時(shí)進(jìn)行，即熔池的前半部處在熔化過程，后半部處在結(jié)晶過程，故熔池內(nèi)的熔化金屬處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下結(jié)晶。
197.什么是偏析?焊縫中會(huì)產(chǎn)生哪幾種偏析現(xiàn)象?
答：合金中各組成元素在結(jié)晶時(shí)分布不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。焊接熔池一次結(jié)晶過程中，由于冷卻速度快，已凝固的焊縫金屬中化學(xué)成分來不及擴(kuò)散，造成分布不均，產(chǎn)生偏析。
焊縫中的偏析現(xiàn)象有以下三種：
⑴顯微偏析熔池一次結(jié)晶時(shí)，最先結(jié)晶的結(jié)晶中心金屬最純，后結(jié)晶部分含其它合金元素和雜質(zhì)略高，最后結(jié)晶部分，即結(jié)晶的外端和前緣所含其它合金元素和雜質(zhì)最高。在一個(gè)柱狀晶粒內(nèi)部和晶粒之間的化學(xué)成分分布不均現(xiàn)象稱為顯微偏析。
⑵區(qū)域偏析熔池一次結(jié)晶時(shí)，由于柱狀晶體的不斷長大和推移，會(huì)把雜質(zhì)"趕"向熔池中心，使熔池中心的雜質(zhì)含量比其它部位多，這種現(xiàn)象稱為區(qū)域偏析。焊縫的斷面形狀對(duì)區(qū)域偏析的分布影響很大。窄而深的焊縫，各柱狀晶的交界在其焊縫的中心，因此焊縫中心聚集有較多的雜質(zhì)。這種焊縫在其中心部位極易產(chǎn)生熱裂紋。寬而淺的焊縫，雜質(zhì)則聚集在焊縫的上部，這種焊縫具有較高的抗熱裂能力。
⑶層狀偏析熔池在一次結(jié)晶的過程中，要不斷地放出結(jié)晶潛熱，當(dāng)結(jié)晶潛熱達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，熔池的結(jié)晶就出現(xiàn)暫時(shí)的停頓。以后隨著熔池的散熱，結(jié)晶又重新開始，形成周期性的結(jié)晶，伴隨著出現(xiàn)結(jié)晶前沿液體金屬中雜質(zhì)濃度的周期變動(dòng)，產(chǎn)生周期性的偏析稱為層狀偏析。層狀偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出現(xiàn)在層狀偏析中。由層狀偏析所造成的氣孔。
198.如何改善焊縫一次結(jié)晶組織?什么是變質(zhì)處理?
答：通過焊接材料(焊條、焊劑)向熔池中加入某些合金元素如V、Mo、Ti、Nb、A1、B、N等，可以細(xì)化晶粒，得到細(xì)晶組織，從而既可保證強(qiáng)度和塑性，又能提高抗裂性，這種方法稱為變質(zhì)處理。變質(zhì)處理對(duì)改善焊縫的一次結(jié)晶組織十分有效。例如，E5015MoV焊條，就是在原來E5015焊條的基礎(chǔ)上，在藥皮中再加入少量的鉬鐵和釩鐵，它具有更高的抗裂性能。
199.什么是焊縫金屬的二次結(jié)晶?
答：一次結(jié)晶結(jié)束后，熔池就轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w的焊縫。高溫的焊縫金屬冷卻到室溫時(shí)，要經(jīng)過一系列的組織相變過程，這種相變過程稱為焊縫金屬的二次結(jié)晶。
低碳鋼焊縫金屬二次結(jié)晶結(jié)束時(shí)，其組織為鐵素體加珠光體。由鐵碳合金狀態(tài)圖可知，其中鐵素體約占82%，珠光體約占18%，焊縫金屬的硬度約為83HBS。但鐵碳合金狀態(tài)圖是在材料極緩慢的冷卻條件下獲得的，實(shí)際上焊縫金屬二次結(jié)晶時(shí)的冷卻速度相當(dāng)快，因此組織中的珠光體含量會(huì)增加，冷卻速度越高，珠光體含量也越多，焊縫的硬度和強(qiáng)度也隨之增加，例如，當(dāng)焊縫金屬的冷卻速度為110℃s時(shí)，其硬度可達(dá)96HBS，這就是為什么當(dāng)焊縫金屬為低碳鋼，冷卻時(shí)盡管并未出現(xiàn)淬火組織，但其硬度仍會(huì)增加的原因。
