焊接冶金学-材料焊接性-课后答案-李亚江版.pdf

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措施:{1}高温脆性:在900~1000℃急冷至室温,焊接接头HAZ的塑性和韧性下降。可重新加热到750~850℃,便可恢复其塑性。{2}σ相脆化:在570~820℃之间加热,可析出σ相。σ相析出与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温度、保温时间以及预先冷变形有关。加入Mn、Nb使σ相所需Cr的含量降低,Ni能使形成σ相所需温度提高。{3}475℃脆化:在400~500℃长期加热后可出现475℃脆化。适当降低含Cr量,有利于减轻脆化,假设出现475℃脆化通过焊后热处理来消除。,在焊接材料的选用和工艺上有什么特点?制定焊接工艺时应采取哪些措施?答:易出现冷裂纹、粗晶脆化。焊接材料的选用:{1}对简单的Cr13型,要保证性:..能,要求S、P、Si,C含量较低,使淬硬性下降,更要保证焊接接头的耐蚀性。{2}对Cr12为基加多元元素型,希望焊缝成分接近母材,形成均一的细小马氏体组织。{3}对于超低碳复相马氏体钢,采用同质焊材,焊后经超微细复相化处理,可使焊缝的强韧化约等于母材水平。工艺特点:{1}预热温度高{局部或整体}T℃=150-260℃;{2}采用小的q/v:防止近缝区出现粗大α和κ析出;{3}选用低氢焊条:焊缝成分与母材同质,,与一般A不锈钢相比双相不锈钢的焊接性有何不同?在焊接工艺上有什么特点?答:双相不锈钢是在固溶体中铁素体和奥氏体相各占一半,一般较少相的含量至少也要到达30%的不锈钢。这类钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点,具有良好的韧性、强度及优良的耐氧化应力腐蚀性能。与一般奥氏体不锈钢相比:{1}其凝固模式以铁素体模式进行;{2}焊接接头具有优良的耐蚀性,性能,耐晶间腐蚀性能,但抗H2S性能较差;{3}焊接接头的脆化是由于Cr的氮化物析出导致;{4}双相钢在一般情况下很少有冷裂纹,也不会产生热裂纹。焊接工艺特点:{1}焊接材料应根据“适用性原则”,不同类型的双向钢所用焊材不能任意互换,可采取“适量”超合金化焊接材料;{2}控制焊接工艺参数,防止产生过热现象,可适当缓冷,以获得理想的δ/γ相比例;{3}奥氏体不锈钢的焊接注意点同样适合双相钢的焊接。:..,分析焊缝中Ni含量为什么比母材高及焊接热循环对焊接接头组织,性能有何影响?答:双相不锈钢的合金以F模式凝固,凝固结束为单相δ组织,随着温度的下降,开始发生δ→γ转变不完全,形成两相组织。显然,同样成分的焊缝和母材,焊缝中γ相要比母材少得多,导致焊后组织不均匀,韧性、塑性下降。提高焊缝中Ni含量,可保证焊缝中γ/δ的比例适当,从而保证良好的焊接性。在焊接加热过程,整个HAZ受到不同峰值温度的作用,最高接近钢的固相线,但只有在加热温度超过原固溶处理温度区间,才会发生明显的组织变化,一般情况下,峰值低于固溶处理的加热区,无显著组织变化,γ/δ值变化不大,超过固溶处理温度的高温区,会发生晶粒长大和γ相数量明显减少,紧邻溶合线的加热区,γ相全部溶于δ相中,成为粗大的等轴δ组织,冷却后转变为奥氏体相,无扎制方向而呈羽毛状,有时具有魏氏组织特征。第五章:-Mg及al-li合金焊接时易形成气孔?al及其合金焊接时产生气孔的原因是什么?如何防止气孔?为什么纯铝焊接易出现分散小气孔?而al-mg焊接时易出现焊接大气孔?:..答:1〕氢是铝合金及铝焊接时产生气孔的主要原因。100g突降至l/100g相差约20倍,这是促使焊缝产生气孔的重要原因之一。4)铝的导热性很强,熔合区的冷速很大,不利于气泡的浮出,更易促使形成气孔。防止措施:1〕减少氢的来源,焊前处理十分重要,焊丝及母材外表的氧化膜应彻底清除。2〕控制焊接参数,采用小热输入减少熔池存在时间,控制氢溶入和析出时间3〕改变弧柱气氛中的氢含量。原因:1〕纯铝对气氛中水分最为敏感,而al-mg合金不太敏感,因此纯铝产生气孔的倾向要大2〕氧化膜不致密,吸水性强的铝合金al-mg比氧化膜致密的纯铝具有更大的气孔倾向,因此纯铝的气孔分数小,而al-mg合金出现集中大气孔3〕Al-mg合金比纯铝更易形成疏松而吸水性强的厚氧化膜,而氧化膜中水分因受热而分解出氢,并在氧化膜上萌出气泡,由于气泡是附着在残留氧化膜上,不易脱离浮出,且因气泡是在熔化早期形成有条件长大,所以常造成集中大的气孔。因此al-mg合金更易形成集中的大气孔。?为什么?如何防止裂纹?答:裂纹倾向大,铝及硬铝产生焊接热裂纹。原因:1〕易熔共晶的存在,是铝合金焊缝产生裂纹的重要原因。2〕线膨胀系数大,在拘束条件下焊接时易产生较大的焊接应力也是产生裂纹的原因之一。防止措施:1〕加合金元素cu,mn,si,mg,zn使主要合金元素含量Me%>Xm,:..产生自愈合作用。2〕生产中采用含5%的Si,Al合金焊丝解决抗裂问题,具有很好的愈合作用。3〕加入Ti,zr,v,b微量元素作为变质剂,细化晶粒,改善塑性韧性,并提高抗裂性。4〕热能集中焊接方法可防止形成方向性强的粗大柱状晶,改善抗裂性。5〕采用小电流焊接,降低焊接速度均可改善抗裂性问题。,焊后热处理对焊接接头性能有什么影响?什么情况下对焊接接头进行焊后热处理?答:原因:1〕晶粒粗化,降低塑性,晶界液化产生显微裂纹。2〕非时效强化铝合金haz软化,主要发生在焊前经冷作硬化的合金上,经冷作硬化的铝合金,haz峰值温度超过再结晶温度〔200-300〕区域就产生明显软化。3〕时效强化铝合金haz软化,由于第二相脱溶析出聚集长大发生过时效软化。防止措施:1〕采用小的焊接热输入。2〕对al-zn-mg合金,焊后经自然时效可逐步恢复或接近母材的水平。热处理对接头性能的影响:1〕焊后不热处理接头强度均低于母材,特别是在时效状态下焊接的硬铝,即使焊后人工热处理,接头强度系数也未超过60%。2〕al-zn-mg合金强度与焊后自然时效长短有关系,随自然时效的增长,强度可接近母材,要求焊缝有足够的强度,则焊后要热处理,焊后要洗掉焊剂残渣,以防焊件腐蚀。:..,焊接性如何?不同的焊接方法对铜及铜合金焊接接头有什么影响?答:1〕铜及铜合金的物理化学性能:优良的导电导热性能;冷热加工性能好,无磁性;具有高的强度,抗氧化性及抗淡水,盐水,氨碱溶液和有机化学物质腐蚀的性能。2〕焊接性:铜及合金在焊接中难熔合,易变形,而且产生很大的焊接应力。铜及合金与杂质形成多种低熔点共晶,焊接时出现热裂纹。铜及合金焊接中易产生扩散气孔〔H〕反应气孔〔冶金反应〕及氮气孔〔空气中的氮〕。焊接接头的性能变化:纯铜焊接时,焊缝与焊接接头的抗拉强度可与母材接近,但塑性比母材有些降低。3〕焊接方法对铜及合金的接头性能影响:焊条电弧焊,使焊接接头焊缝中氢氧百分比增加,zn蒸发严重容易形成气孔。埋弧焊时,对中厚板焊接可获得优质焊接接头。氩弧焊工艺,TIG焊由于电弧能量集中易使焊接接头产生难熔合及变形。MIG焊可获得好的焊接接头。等离子弧焊可使接头不易变形,焊接接头质量到达母材。,各有什么优缺点?答:1〕埋弧焊板厚δ<20mm工件在不预热及开坡口条件下获得优质接头,使焊接工艺大为简化,特别适合中厚板长焊缝的焊接。2〕氩弧焊TIG具有电弧能量集中,保护效果好,热影响区窄,操作灵活的优点,特别适合中板及薄小件的焊接和补焊。MIG下熔化效率高,:..熔深大,焊速快。最后首先,向最初提供这份答案的人致敬。由于本人正在备战考研,时间有限,不能将答案修改完善,补充完整。希望使用本文件的您假设有暇,能够完成这份答案的修改与增补。Clicknight于2011年11月18日