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第一章 焊接化学冶金1、什么是焊接化学冶金？它的主要研究内容和学习的目的是什么?答：焊接化学冶金指在熔焊过程中，焊接区内各种物质之间在高温下的相互作用反应。它主要研究各种焊接工艺条件下，冶金反应与焊缝金属成分、性能之间的关系及变化规律。研究目的在于运用这些规律合理地选择焊接材料，控制焊缝金属的成分和性能使之符合使用要求，设计创造新的焊接材料。2、调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？答：调控焊缝化学成分的两种手段：1）、对熔化金属进行冶金处理；2）、改变熔合比。怎样影响焊缝化学成分：1）、对熔化金属进行冶金处理，也就是说，通过调整焊接材料的成分和性能，控制冶金反应的发展，来获得预期要求的焊接成分；2）、在焊缝金属中局部熔化的母材所占比例称为熔合比，改变熔合比可以改变焊缝金属的化学成分。3、焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？答：焊接区内气体的主要来源是焊接材料，同时还有热源周围的空气，焊丝表面上和母材坡口附近的铁皮、铁锈、油污、油漆和吸附水等，在焊接时也会析出气体。产生：、直接输送和侵入焊接区内的气体。、有机物的分解和燃烧。、碳酸盐和高价氧化物的分解。、材料的蒸发。、气体（包括简单气体和复杂气体）的分解。4、氮对焊缝质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？答：氮对焊接质量的影响：a在碳钢焊缝中氮是有害的杂质，是促使焊缝产生气孔的主要原因之一。b氮是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素。 c氮是促进焊缝金属时效脆化的元素。控制焊缝含氮量的主要措施：a、控制氮的主要措施是加强保护，防止空气与金属作用；b、在药皮中加入造气剂（如碳酸盐、有机物等），形成气渣联合保护，可使焊缝含氮量下降到0.02%以下；c、采用短弧焊（即减小电弧电压）、增大焊接电流、采用直流反接均可降低焊缝含氮量；d、增加焊丝或药皮中的含碳量，可降低焊缝中的含氮量。5、综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响？答：（1）焊接工艺参数对焊缝含氢量有一定的影响：手工电弧焊时，增大焊接电流使熔滴吸收的氢量增加；增大电弧电压使焊缝含氢量有某些减少。电弧焊时，电流种类和极性对焊缝含氢量也有影响。（2）制造焊条时，适当提高烘烤温度可以降低焊接材料的含水量，因而也就相应地降低了焊缝中的含氢量。（3）焊件坡口附近表面上的铁锈、油污、吸附水等是增加焊缝含氢量的原因之一，焊前应仔细清除。6、氧对焊接质量有哪些影响？应采用什么措施减少焊缝含氧量？答：氧对焊接质量的影响：氧在焊缝中无论以何种形式存在，对焊缝的性能都有很大影响。随着含氧量的增加，焊缝强度、塑性、韧性都有明显下降，尤其是低温冲击韧度急剧下降。此外，它还一起热脆、冷脆和时效硬化。另外，氧烧损钢中的有益元素使焊缝性能变化。熔滴中含氧和碳多时，它们相互作用生成CO受热膨胀，使熔滴爆炸，造成飞溅，影响焊接过程的稳定性。减少焊缝含氧量的措施：1） 纯化焊接材料，在焊接某些要求比较高的合金钢、合金和活性金属时，应尽量用不含氧或氧少的焊接材料。2） 控制焊接工艺参数，为了减少焊缝含氧量，应采用短弧焊。3） 脱氧：用控制焊接工艺参数的方法减少焊缝含氧量是受限制的，所以必须用冶金的方法进行脱氧，比如硅锰联合脱氧。7、CO2保护焊焊接低合金钢时，应采用什么焊丝？为什么？答：用普通焊丝（H08A）进行CO2保护焊时，由于碳的氧化在焊缝中产生气体，同时合金元素烧损，焊缝含氧量增大。所以必须采用含硅、锰高的焊丝（H08Mn2Si）或药芯焊丝，以利于脱氧，获得优质焊缝。8、脱氧和合金过渡有何区别联系？选择脱氧剂和合金剂各应遵循什么原则？答：区别：脱氧的目的是尽量减少焊缝中的含氧量和排除脱氧后的产物，而合金过渡的目的则是补偿焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素的损失，获得具有特殊性能的堆焊金属。联系：脱氧和合金过渡都是通过在焊接材料中加入合适的元素或合金，使之在焊接过程中各自达到脱氧和合金的过渡，从而改善焊缝金属的组织和性能。选择脱氧剂遵循的原则：1）脱氧剂在焊接温度下对样的亲和力应比被焊金属对氧的亲和力大；2）脱氧产物应不溶于液态金属；3）必须考虑脱氧剂对焊缝成分、性能及焊接工艺性能的影响。选择合金剂遵循的原则：1）能补偿焊接过程中合金元素的损失；2）能消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能；3）合金剂制造工艺不易太复杂，成本不能太高；4）合金的损失小，利用率高。9、综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。答：氧化：碱性渣时焊缝含氧量比酸性渣时多。脱氧：在熔渣脱氧时，碱度高不利于脱氧，但在用硅沉淀脱氧时，碱度高可以提高硅的脱氧效果。脱硫：熔渣的还原性和碱度，渣中氧化钙的浓度高和氧化亚铁的浓度低都有利于反应的进行，因此，在还原其中脱硫是有利的，熔渣碱度高也有利于脱硫。脱磷：脱磷的有利条件是高碱度和强氧化性的、粘度小的熔渣，较大的渣量和较低的温度。合金过渡：若其他条件相同，则合金元素的氧化物与熔渣的酸碱性相同时，有利于提高过渡系数。随碱度的增加合金过渡系数越大。第二章 焊接材料1、焊条的组成及各部分的作用？答： 焊条由焊芯和药皮组成。焊芯作用：受热熔化时作为焊缝填充金属，其化学成分和性能直接影响焊缝金属的质量。药皮作用：（1）保护作用。 在电弧热作用下形成熔渣和气体，起到隔离空气，保护熔滴、熔池和焊接区的作用；（2）冶金作用，包括：a）去除有害杂质（S、P、N、H、O等）；b）添加有益合金；（3）保证焊条具有良好的工艺性能，包括：a）使电弧容易引燃，并燃烧稳定；b) 焊接飞溅小，成形美观；c）易于脱渣；d）适用于各种位置关系焊接。2、综合分析碱性焊条药皮中CaF2的作用及对焊缝性能的影响。答：它的主要作用是脱氢，在焊条药皮中加入CaF2，其可以通过焊接冶金反应生成HF气体， 由于HF是比较稳定的气体，高温时不易发生分解，也不溶于液体金属中，而是与焊接烟尘一起挥发了，所以可以减低熔池金属中的H含量，从而提高焊缝金属的冲击韧性和抗裂性能。3、试分析低氢型碱性焊条降低发尘量及毒性的主要途径。低氢型碳钢焊条的焊接烟尘量高于钛钙型焊条，烟尘中危害最大的是KF，NaF，而钠钾主要存在于水玻璃中，故可用树脂来降低水玻璃的粘性作用。4、低氢焊条为什么对铁锈、油污、水分很敏感？低氢焊条的熔渣不具有氧化性，一旦有氢侵入熔池，将很难脱出，所以低氢焊条对于铁锈、油污，水分很敏感，必须严格控制氢的来源才可以保证焊接质量。5、酸性焊条及碱性焊条分别常采用哪种脱氧元素？答：（1） 酸性焊条常采用锰铁作为脱氧元素。因为，酸性渣中含有较多的 SiO2 和 TiO2，它们容易与锰的脱氧产物 MnO 生成复合物 MnOSiO2 和 MnOTiO2，使 MnO 的活度系数减小，因此脱氧效果较好。相反，在碱性渣中 MnO 的活度较大，不利于锰脱氧。碱度越大，锰的脱氧效果越差。（2）碱性焊条需要采用硅铁和锰铁联合脱氧。硅的脱氧能力比锰大，但生成的SiO2熔点高，通常认为处于固态，不易聚合为大的质点；同时SiO2与钢液的界面张力小，润湿性好，不易从钢液中分离，易造成夹杂。 为避免夹杂，把硅和锰按适当的比例加入液态金属中进行联合脱氧时，其脱氧产物为不饱和液态硅酸盐，它的密度小，熔点低，易于浮出，并易被熔渣吸收，从而减少钢中的夹杂物和含氧量，脱氧效果十分显著。6、和实芯焊丝及焊条相比，药芯焊丝的优、缺点各是什么？优点：1)由于药芯焊丝中加入了稳弧剂，而使电弧稳定燃烧，溶滴均匀的喷射过渡，所以焊接飞溅较少，并且飞溅颗粒较小，焊缝成形美观；2）焊丝熔敷速度快，熔敷速度高于焊条和实芯焊丝，可采用大电流进行全位置焊接，焊接效率高；3）通过调整药粉的成分与比例，可焊接和堆焊不同成分的钢材，适应性强，焊接烟尘量低。缺点：1）焊丝制造工艺复杂，成本高；2）焊丝外表易锈蚀、药粉易吸潮，不宜长期保存，使用前要对焊丝进行清理和250300的烘烤，增加了生产成本。第三章 熔池凝固和焊缝固态相变1、与钢锭的结晶相比，焊接熔池的凝固有哪些特点？答： （1）熔池金属的体积小，冷却速度快。a) 在一般电弧焊条件下，熔池的体积最大也只有30cm3 ，重量不超过100g；b）焊接熔池周围被冷态金属所包围，所以熔池的冷却速度很大，通常可达4100/s，远高于一般铸件的冷却速度；（2）温差大、过热温度高。a）熔池金属中不同区域,因加热与冷却速度很快，熔池中心和边缘存在较大的温度梯度。例如，对于电弧焊接低碳钢或低合金钢，熔池中心温度高达21002300，而熔池后部表面温度只有1600左右，熔池平均温度为1700100。b）过热温度高，非自发形核的原始质点数大为减少，这也促使焊缝柱状晶的发展。（3）熔池是在运动状态下结晶。熔池金属在结晶过程中受到强烈的搅拌和对流作用，熔池的流动有利于熔池金属成分分布的均匀化与纯净化。2、什么是联生结晶，焊接条件下，为什么容易得到柱状晶？答：焊缝金属在凝固结晶时，不是重新生产新的晶核，而是依附于母材现成的表面，形成共同晶粒的凝固方式，称为外延结晶或联生结晶。焊接条件下：（1） 熔池沿定向散热，即垂直于熔合线的方向散热最快，有利于晶粒沿该方向优先生长；（2）由于焊接冷却速度较快，所以其成分过冷度较大，易于形成粗大的树枝柱状晶（柱状晶）。3、焊接条件下的熔池结晶形态分布特征及其形成原因？答：如图所示：（1）在焊缝的熔化边界，由于温度梯度（G）较大，结晶速度（R）较小，故成分过冷度小，接近于零，形成平面晶；（2）随着远离熔化边界向焊缝中心过渡，温度梯度G逐渐变小，而结晶速度R逐渐增大，所以结晶形态将由平面晶向胞状晶、树枝胞状晶（柱状晶）、等轴晶过渡。4、分析焊缝金属的化学不均匀性，为什么会形成这种不均匀性?答：所谓的化学不均匀性指的是结晶过程中化学成分的一种偏析现象。焊接过程中的偏析包括：（1）显微偏析（或枝晶偏析），形成原因：焊接时冷却速度大，液固界面溶质来不及扩散，纯金属先结晶，杂质后结晶，形成晶粒边界或一个晶粒内部亚晶界或树枝晶的晶枝之间的成分偏析。 （2）宏观偏析（区域偏析），形成原因：当焊速极大，焊缝以柱状晶长大时，把杂质推向熔池中心，中心杂质浓度升高，形成焊缝边缘到焊缝中心的成分不均匀性。（3）层状偏析（由于化学成分不均匀性引起分层现象），形成原因：由于结晶过程周期性变化（结晶潜热和熔滴过渡时热量的输入周期性变化 ）导致晶体成长速度 R 发生周期性变化，R 升高，结晶前沿溶质浓度升高， R 减小，结晶前沿的溶质浓度减少，最终形成溶质浓度层状变化的偏析层。5、低碳钢焊缝的相变组织特点及其性能改善措施？答：铁素体（F）少量珠光体（P），过热时易形成魏氏体（W）。改善措施：（1）采用多层焊代替单层焊，使焊缝获得细小的铁素体和少量珠光体，使柱状晶组织破坏。（2）焊后热处理：在A3点以上2030加热保温，破坏柱状晶。（3）增加冷却速度，使组织细化，提高硬度。6、低合金钢焊缝的相变组织中包括哪几种铁素体，其形成条件及基本形态和对焊缝性能的影响分别有什么不同？答：（1）先共析铁素体。 产生温度770一680， 沿原奥氏体晶界析出的铁素体, 呈长条状或块状多边形分布，降低焊缝的韧性。（2）侧板条铁素体。产生温度700一550； 是从先共析铁素体的侧面向晶内生长的板条状或锯齿状铁素体，其长宽比在20：1以上，使韧性显著降低。（3）针状铁素体。产生温度500附近（中等冷速）；在原奥氏体晶内以针状生长的铁素体宽约2m左右，长宽比多在3：15：1的范围内，可改善焊缝的韧性。（4）细晶铁素体。产生温度500以下（有细化晶粒的元素存在条件下形成）；在原奥氏体内形成晶粒尺寸较小的铁素体。7、 试述焊缝中气孔的类型及其分布特征和形成原因？答：（1）可分为两种类型：反应型气孔（CO）及溶解型气孔（H2、N2）。（2）分布特征：CO气孔一般分布在焊缝内部，呈条虫状，内壁光滑；氢气孔大部分分布于焊缝表面，断面呈螺钉状，在焊缝表面时呈喇叭口形，内壁光滑；氮气孔一般在表面成堆出现，呈蜂窝状，只在保护不良时形成。（3）反应型气孔（CO）形成原因：CO不溶解于液态金属，在高温时，以气泡的形式猛烈逸出，当焊接速度较快，气泡不能完全逸出时，就沿结晶方向形成条虫状气孔。（4）溶解型气孔（H2、N2）形成原因：焊接过程中，熔池金属吸收大量的氢和氮气，其在冷却凝固过程中，氢气和氮气的溶解度发生急剧下降，当熔池冷却速度快，析出的气泡来不及逸出时，就残存在焊缝金属中形成气孔。第四章 焊接热影响区的组织1、焊接热循环对被焊金属近缝区的组织、性能有什么影响？怎样利用热循环和其他工艺措施改善HAZ的组织性能？答：（1）在热循环作用下，近缝区的组织分布是不均匀的，熔合区和过热区出现了严重的晶粒粗化，是整个接头的薄弱地带，而且性能（主要是淬硬、韧化和脆化，及综合力学性能，抗腐蚀性能，抗疲劳性能等）也是不均匀的。（2）焊接热循环对组织的影响主要考虑四个因素：加热速度，加热的最高温度，在相变温度以上的停留时间，冷却速度和冷却时间；研究它们是研究焊接质量的主要途径，而在工艺措施上，常可采用长段的多层焊和短道多层焊，尤其是短道多层焊对热影响区的组织有一定的改善作用，适用于焊接晶粒易长大，而且易；2、冷却时间t8/5、t8/3的含义及其各自应用；答：t8/5表示在相变温度范围内，800500；3、焊接加热过程中的组织转变特点？；（1）组织转变向高温推移；焊接过程的快速加热，使；（2）奥氏体均质化程度降低，部分晶粒严重长大；4、分析不易淬火钢及易淬火钢的HAZ组织分布分别；答：如图所示：；（1）不易淬织有一定的改善作用，适用于焊接晶粒易长大，而且易淬硬的钢种。2、 冷却时间 t8/5、t8/3 的含义及其各自应用对象？答：t8/5表示在相变温度范围内， 800500所用的冷却时间，主要用于一般碳钢和低合金钢；t8/3表示在相变温度范围内，800300的冷却时间，常用于对冷裂纹倾向较大的钢种，各冷却时间的选定要根据不同金属材料所存在的问题来决定。3、焊接加热过程中的组织转变特点？（1）组织转变向高温推移；焊接过程的快速加热，使各种金属的相变温度比起等温转变时大有提高。主要是由于：（a） F 或P A 扩散重结晶，需要孕育期；（b）碳化物形成元素(Cr、W、Mo、V、Ti、Nb)等的碳化物扩散速度很小(比碳小100010000倍)，同时它们本身还阻碍碳的扩散，从而减慢奥氏体化的进程。（2）奥氏体均质化程度降低，部分晶粒严重长大。高温停留时间短，不利于扩散，导致奥氏体均质化降低；熔合区附近的热影响区一般温度较高，处于过热状态，晶粒严重长大。4、分析不易淬火钢及易淬火钢的HAZ组织分布分别异同？答：如图所示：（1）不易淬火钢。冷轧态母材：HAZ过热区 + 完全重结晶区 + 不完全重结晶区 + 再结晶区；热轧态母材：HAZ过热区 + 完全重结晶区 + 不完全重结晶区。（2）易淬火钢。调质态母材：HAZ完全淬火区 + 不完全淬火区 + 回火区；退火或正火态母材：HAZ完全淬火区 + 不完全淬火区。5、影响焊接HAZ最大硬度Hmax的因素是什么？怎样利用Hmax来判断HAZ的组织和性能？它有什么优缺点？答：影响焊接HAZ最大硬度Hmax的因素是含碳量、合金元素及冷却条件等，Hmax 越大，则热影响区的淬硬倾向越大，韧性越低，抗裂能力低。6、 焊接HAZ的脆化有几种？试分析其影响因素及防止措施。答：焊接热影响区的脆化包括粗晶脆化，组织脆化以及时效脆化等。（1）粗晶脆化：HAZ因晶粒粗大发生韧性降低的现象，晶粒越大，晶界结构越疏松，抗冲击能力越低，韧性越差。影响因素及防止措施：（a）化学成分，钢中含有碳、氮化物的形成元素，就会阻碍晶界迁移而有效的阻止晶粒长大；（b）使用高能量密度的热源，可以采用小热输入量，从而降低晶粒尺寸；（2）组织脆化：焊接HAZ中由于出现脆硬组织而产生的脆化称之组织脆化，它包括片状M脆化及M-A组元脆化。（a）片状M脆化 ，形成于低碳调质钢、中碳钢、中碳调质钢中，冷却速度越高，片状M，越多，脆性倾向越高，提高焊接热输入，降低冷却速度，可以改善片状M脆化， 但热输入过高，导致晶粒过分长大，又会导致粗晶脆化，另外采用缓冷、预热也可以起到改善片状M脆化的作用。（b）M-A组元形成条件：低碳、低合金钢+中等冷速形成M-A组元。（焊接低碳、低合金钢时，先析出F，导致残余A的碳浓度增高，高碳A转变为高碳M+残余A，即M-A组元。）M-A组元数量越多，脆性转变温度越高，HAZ脆化越严重。 焊后低温（250）或中温（450500）回火可以促进M-A 分解，降低脆性；制焊接热输入+预热、缓冷，也可以提高韧性，降低脆性。（3）时效脆化，指HAZ在AC1以下的一定温度范围内，经过一定时间的时效后导致的焊缝脆性增加的现象。（a）热应变时效脆化，原因: 200-400的温度范围内热应变碳、氮原子聚集到位错的周围对位错产生钉扎和阻塞作用使材料脆化。（b）相析出时效脆化，原因： 400-600的区域内，快速冷却碳、氮过饱和； 经过时效，在晶界析出碳化物和氮化物的沉淀相，阻 碍位错运动导致脆化。7、 碳调质钢焊接HAZ软化的机制？应该如何改善和控制？答：焊接调质钢时，HAZ软化程度与母材焊前热处理状态有关，母材焊前调质处理的回火温度越低，则焊后软化程度越严重，大量实验证明HAZ软化中最明显的部分是在A1-A3之间，因为处于不完全淬火区的奥氏体远为达到平衡，铁素体和碳化物物也未充分溶解，故冷却后造成该区的强度和硬度均较低，焊前母材强度越大，则焊后软化程度越大，应指出，焊接接头中，软化也只是很窄的一层，并处于强体间，变力时会产生应变强化的效应。改善措施：适当提高焊前调制处理的回火温度，可一定程度的改善软化现象，另外，采用不同的焊接方法和控制线性能量也会影响软化。第五章 焊接裂纹1、简述焊接裂纹的种类及其特征和产生的原因。答：按产生裂纹的本质来分，焊接裂纹可分为五大类：（1）热裂纹，踏实在高温下产生的，特征是沿原奥氏体晶界开裂。热裂纹又分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等三类。（2）再热裂纹，厚板焊接结构，并采用含有某些沉淀强化合金元素的钢材，在进行消除应力热处理或在一定温度下服役的过程中，在焊接热影响区粗晶部位发生的裂纹称为再热裂纹。多发生的低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢和某些镍基合金的焊接热影响区粗晶部位。再热裂纹的敏感温度，视钢种的不同约550650。（3）冷裂纹，它是焊后冷至较低温度下产生的，主要发生在低合金钢、中合金钢、中碳和高碳钢的焊接热影响区。冷裂纹按被焊钢种和结构的不同又分为延迟裂纹、淬火裂纹和低塑性脆化裂纹。（4）层状撕裂，轧制钢材的内部存在不同程度的分层夹杂物；在焊接时产生的垂直轧制方向的应力，致使热影响区附近或稍近的地方产生呈“台阶”形的层状开裂，并可穿晶扩展。它属于低温开裂，一般低合金钢，撕裂的温度不超过400；常发生在厚壁结构的T型接头、十字接头和角接头，是一种难以修复的失效类型。（5）应力腐蚀裂纹，是容器、管道等在腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下（包括工作应力和残余应力）产生一种延迟破坏的现象。形态如同枯干的树枝，从表面向深处发展，大多属于晶间断裂性质，少数也有穿晶断裂。从端口来看，为典型的脆性断口。2、分析液态薄膜的成因及其对产生热裂纹的影响。答：在焊缝金属凝固结晶的后期，低熔点共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部位，形成一种所谓“液态薄膜”，此时由于收缩而受到了拉伸应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄弱地带。产生结晶裂纹的原因，在于焊缝中存在液态薄膜和在焊缝凝固过程中受到拉伸应力共同作用的结果，液态薄膜是产生结晶裂纹的内因。3、什么是脆性温度区间？在脆性温度区间内为什么金属的塑性很低？答：熔池结晶进入固液阶段后，由于液态金属少，在拉伸应力作用下所产生的微小缝隙都无法填充，只要稍有拉伸应力存在就有产生裂纹的可能，故把这个阶段叫做“脆性温度区”。在脆性温度区间内，焊缝金属抵抗结晶裂纹的能力较弱，所以在此阶段焊缝金属稍有变形就易产生裂纹，所以金属的塑性很低。4、液化裂纹和多边化裂纹在本质上有何区别？在防止措施上有何不同？答：（1） 液化裂纹：近缝区或多层焊的层间部位，在焊接热循环峰值温度的作用下，由于被焊金属含有较多的低熔共晶而被重新熔化，在拉伸应力的作用下沿奥氏体晶界发生开裂。多边化裂纹：焊接时焊缝或近缝区在固相线稍下的高温区间，由于刚凝固的金属中存在很多晶格缺陷及严重的物理和化学不均匀性，在一定的温度和应力作用下，由于这些晶格缺陷的迁移和聚集，便形成了二次边界，即所谓“多边化边界”，这种多边化的边界，一般情况下并不与凝固晶界重合，在凝固后的冷却过程中，由于热塑性降低，导致沿多边化的边界产生裂纹，故称多边化裂纹。（2）液化裂纹的防止措施：应从冶金和工艺两方面入手，特别是对冶金方面，尽可能降低母材金属中硫、磷、硅、硼等低熔共晶组成元素含量十分有效。 多边化裂纹的防止措施：向焊缝加入提高多边化激化能的元素，可有效防止多边化过程。5、试述焊接冷裂纹的特征及其影响因素。答：焊接冷裂纹的特征：冷裂纹的起源多发生在具有缺口效应的焊接热影响区或有物理化学不均匀的氢聚集的局部地带。有时沿晶界扩散断裂，有时是穿断裂。冷裂纹主要发生在焊缝金属中。 影响因素：1）钢种化学成分的影响，钢种的碳含量越高，淬硬倾向越大，即增大冷裂纹的敏感性；2）拘束应力的影响；3）氢的有害影响；4）焊接工艺对冷裂纹的影响，包括焊接线能量、预热、焊后后热、多层焊的影响。6、为什么预热有防止冷裂纹的作用？答：大量的生产时间和理论研究证明，钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布，以及接头所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂的三大主要因素。焊接条件下，近缝区的加热温度很高，使奥氏体晶粒发生严重长大，当快速冷却时，粗大奥氏体将转变为粗大马氏体。焊接接头有马氏体存在时，裂纹易于形成和扩展，而且在冷却速度很快的情况下，氢不易从焊缝中逸出，则接头的敏感性就越大。再加上不均匀加热及冷却过程中所产生的热应力及其他应力的影响从而导致焊缝产生冷裂纹。而预热可减小焊缝的冷却速度，从而减少粗大马氏体的数量和扩散氢含量，而且有利于消除应力的影响，所以预热可以防止冷裂纹的产生。7、简述再热裂纹的主要特征和产生再热裂纹的机理。答：主要特征：1）再热裂纹都是发生在焊接热影响区的粗晶部位并呈现晶间开裂；2）进行消除应力处理之前焊接区存在较大的残余应力并有不同程度的应力集中，残余应力与应力集中必须同时存在，否则不会产生再热裂纹。应力集中系数K越大，产生再热裂纹所需的临界应力?cr越小；3）产生再热裂纹存在一个最敏感的温度区间，这个区间与再热温度及再热时间有关，随材料的不同而变化；4）一定沉淀强化元素的金属材料才具有产生再热裂纹的敏感性。产生机理：焊后在热处理时，残余应力松弛过程中，粗晶区应力集中部位的晶界滑动变形量超过了该部位的塑性变形能力，就会产生再热裂纹。理论上产生再热裂纹的 条件可用下式表达：e?ec，e粗晶区局部晶界的实际塑性变形量；ec粗晶区局部晶界的塑性变形能力，即再热裂纹的临界塑性变形量。8、试述产生层状撕裂的原因？答：产生层状撕裂的原因：造成层状撕裂的根本原因在于钢材中存在较多的夹杂物，而在轧制过程中，轧成平行于轧制方向的带状夹杂物，这就造成了钢材力学性能的各向异性。9、试从形成条件，形貌特征方面分析热裂纹和冷裂纹的异同？答：第六章 补充内容1、二氧化碳气体保护焊特点是什么？答：（1）焊接成本低其成本只有埋弧焊和手工电弧焊的4050%；（2）生产效率高其生产率是手工电弧焊的14倍。（3）操作简便明弧，对工件厚度不限，可进行全位置焊接而且可以向下焊接。（4）焊缝抗裂性能高焊缝低氢且含氮量也较少。（5）焊后变形较小角变形为千分之五，不平度只有千分之三。（6）焊接飞溅小当采用超低碳合金焊丝或药芯焊丝，或在CO2中加入Ar，都可以降低焊接飞溅。2、埋弧焊的特点是什么？答：埋弧焊的优点：(1) 焊接生产率高： a. 不存在药皮成分受热分解的限制，所以允许使用比焊条电弧焊大得多的电流； b. 由于焊剂和熔渣的隔热作用，因此使埋弧焊的焊接速度大大提高 ；(2) 焊缝质量好：a. 在焊剂与熔渣的保护之中；b. 还原性的气体；c. 较多的时间进行冶金反应，减少了焊缝中产生气孔、裂纹等缺陷的可能性； d. 焊接参数可通过自动调节保持稳定；(3) 焊接成本较低：a. 埋弧焊使用的焊接电流大，可使焊件获得较大的熔深； b. 金属飞溅极少； c. 埋弧焊的热量集中，热效率高；(4) 劳动条件好：a. 机械化； b. 焊工的劳动条件大为改善；(5) 焊接范围广。埋弧焊的缺点：(1) 难以在空间位置施焊；(2) 对焊件装配质量要求高；(3) 不适合焊接薄板和短焊缝。1、焊条的工艺性能包括哪些方面；焊条的工艺性能主要包括：a.焊接电弧的稳定性b.焊缝成形c.在各种位置焊接的适应性d.飞溅e.脱渣性（焊渣的线膨胀系数、熔渣的氧化性、熔渣的松脆性）f.焊条的熔化速度g.药皮发红的程度h.焊条发尘量2、综合分析碱性焊条药皮中CaF2的作用及对焊缝的性能的影响a.碱性焊渣中加入CaF2可降低熔渣粘度而有利于物质扩散，同时增加渣中的钙离子的含量，而使P2O5的活性降低，增强脱P作用。b.碱性焊渣中加入CaF2可降低熔渣粘度而有利于物质扩散，提高硫离子的扩散能力，同时形成易挥发的SF6，因而有利脱S.c.CaF2在焊接化学冶金过程中最重要的作用就是脱氢，焊接药皮中加入CaF2可在焊接气氛下直接与氢原子，水分子反应，生成的HF为稳定的气态产物，高温稳定不分解，也不溶于液态金属，而散发出去，起到脱氢作用。性能影响：造渣与脱氢，药皮中的CaF2高温分解出氟，或者与水玻璃等化合物形成NaF，KF再与氢化物质形成不溶于金属的HF，这样就使焊缝中的含氢量极低，同时还形成具有一定物理化学性能的熔渣，起保护作用和改善焊缝成型，所获得焊缝金属的塑性、韧性好，具有良好的抗裂性，用于焊接一些重要的焊接结构和大多数的合金钢。3、在酸性焊条药皮中，加入碱金属氧化物和碱土金属氧化物对于溶渣的粘度有何影响；加入碱土或碱金属氧化物，是为了降低酸性渣的粘度，在一定组成的熔渣中，添加少量不同于熔渣性质的氧化物，都有降低熔渣粘度的效果，但加入量不能太多，过量时，则不会提高熔渣粘度。当熔渣粘度过大，将阻碍熔渣与液态金属之间的流动作用，影响冶金反应充分进行。5、焊缝和熔合区的化学不均匀性，为什么会形成这种不均匀性；所谓化学不均匀性指的是结晶过程中化学成分的一种偏析现象。焊缝中的化学不均性显微偏析（枝晶偏析）产生原因：焊接时冷却速度大，液固界面溶质来不及扩散纯金属先结晶杂质后结晶宏观偏析（区域偏析）原因：焊速极大，焊缝以柱状晶长大把杂质推向熔池中心，中心杂质浓度升高所以产生严重偏析层状偏析（由于化学成分不均匀性引起分层现象）原因：由于晶体成长速度R发生周期性变化引起，R升高，结晶前沿溶度浓度升高，形成一层溶质较多的带状偏析层，R减小，结晶前沿的浓度减少。熔合区的化学不均匀性原因：合金元素在液相中的溶解度大于固相，熔合区溶质原子由固相向液相界面扩散，使界面处合金元素再分配6、低合金钢焊缝固态相变的特点，根据组织特征如何获得有益组织和避免有害组织特点：其焊缝二次组织随匹配焊接成分及冷却条件的不同可由不同组织构成，以F为主，P、B、M占次要地位。F越细小，则韧脆转变温度越低。方法有：机械振动，超声振动，磁场震动；变质处理，；焊接热处理；多层焊；垂直焊道表面；跟踪回火7、焊接有许多特点，其中最能说明其物理实质；a.焊接的结合是不可拆卸的，可认为需要外加能量与结合的不可拆卸性是其宏观上的特点b.微观上焊接的特点是焊件之间达到原子间的结合这两点是焊接与其他连接方式的根本区别，即物理本质8、焊接的特点使焊接工艺；9、实现焊接为什么必须加热或加压；原子间要形成结合力建立金属键，需要外加能量，克服阻碍原子间结合的障碍，这种能量以加热加压的形式提供加压可以破坏表面膜，使连接处发生局部塑性变形增加有效接触面积，减小两物体表面原子间的距离，最终建立起金属键，形成焊接接头。加热，使连接处达到塑性或熔化状态破坏金属表面的氧化膜，减少变形阻力，同时增加原子的振动能，利于再结晶扩散，化学反应和结晶过程的进行，从而实现焊接10、热轧钢、正火钢在焊接中的主要问题是什么 答：主要是各类裂纹的脆化问题焊缝中主要为冷裂纹，一般没有热裂纹，热轧钢含有少量合金元素，淬硬倾向比低碳钢淬硬倾向大，并且随钢材强度级别的升高，淬硬倾向升高。正火钢合金元素较多，高温区稳定，焊接冷却易得到B和M，故也易形成冷裂纹，且随强度级别的升高而升高热影响区：过热区脆化，热硬脆化，可能形成魏氏组织B，粗大M，混合组织导致过热区脆化热轧钢如还易出现热应变脆化11、热轧钢、正火钢、调质钢近缝区脆化的原因；控制方法？答：脆化主要为过热区脆化，还有可能是热应变脆化，原因如下过热区脆化，焊接接头被加热到以上，导致晶粒显著长大，及一些难熔质点的熔入，溶入的溶质在冷却过程中来不及析出会使材料变脆，过热粗大的冷却后转变为，粗大及塑性很低的F+高碳+得到混合组织和组织，引起过热区脆化热应变脆化：如果上述钢中固熔含量较高，原子聚集在位错附近钉扎位错，可能引起热应变脆化。12、从保证焊接HAZ具有良好的韧性角度出发，热轧钢、正火钢在选择焊接线能量上的区别；答：对于热轧刚从提高过热区塑性及韧性出发，线能量偏小些较为有利。对于正火钢，淬硬性倾向增加，容易产生延迟裂纹，所以焊接时应选大些的线能量，或选较小的线能量，而配合适当的预热，既能避免裂纹，又能防止晶粒的过热。从而避免裂纹，保证韧性。13、为什么正火钢比热轧钢的过热敏感性大？答；正火钢是在固溶强化基础上通过细晶强化和沉淀强化提高强度保证韧性的低合金高强钢，含有较多的合金元素如：Ti、Nb、V等，这些合金元素形成沉淀相，强化基体。焊接时线能量过大，会导致过热区沉淀相固溶，这些元素的碳氮化物细化晶粒，抑制奥氏体长大的作用大大削弱。过热区奥氏体晶粒显著长大，冷却过程中可产生一些列不利的组织转变，如W,粗大M，塑性很低的混合组织，（F,高碳M和B）和M-A组元，再加上过热区C、N固溶量的增加，导致过热区韧性降低和时效敏感度增加，而热轧钢合金元素含量较少，主要依靠固溶强化获得高强度沉淀相很少，故基体不存在沉淀相过热固溶问题，故过热敏感性比正火钢小。14、低碳调质钢焊接时，易产生哪些问题；答：主要问题为裂纹(主要是冷裂纹)、及脆化、软化问题a.低碳调质钢加入了提高淬透性的很近元素，淬透性提高，当M转变冷却速度较快，得不到“自回火”效果，使冷裂纹倾向增加，为加强其淬透性和提高抗回火稳定性，加入合金元素，这些元素大多能引起再热裂纹。b.过热处的脆化：一些不利于形成低碳M和B的原因，会引起塑性、韧性降低，脆性增加。c.HAZ的软化;由于碳化物的聚集长大会发生软化。15、如何综合考虑、合理地选择焊接线能量及预热温度；在保证不出裂纹，满足热影响区塑性、韧性的条件下，线能量应该尽可能选择大些。当线能量的数值达到了最大允许值时，还不能避免裂纹的发生，必须采取预热措施。预热的主要目的是为了防止冷裂纹，预热温度一般低于20016、低碳调质钢焊接时，过热区何种组织的韧性最好？为什么？答;低碳马氏体+（10-30）贝氏体组织韧性最好，因为这种组织是在t8-5（800-500冷却时间）得到的，通过合金元素的作用提高了淬透性，保证获得高强度、高塑性和韧性的低合金马氏体和下贝氏体，因而其组织韧性最好.17、低合金高强度钢焊接最主要的问题是什么(焊接问题)造成这种问题的主要因素有哪些？热影响区的淬硬性倾向，随着钢的强度等级的提高，其热影响区的淬硬性倾向增大，焊接速度过大或焊接电流过小，导致向焊接区输送热量小于某值，就会使热影响区的冷却速度加快到产生低塑性的淬硬组织。冷裂纹焊缝含氢量较高或接头中应力较大，在热影响区产生冷裂纹。定位焊裂纹容易开裂，焊缝尺寸小，长度短，焊缝及热影响区冷却速度快，容易形成淬硬组织。定位焊后，焊接其他部位时，焊接应力作用下造成开裂。其他容易出现的问题：热裂纹，主要是硫在晶间形成低熔点的硫化物及其共晶体而引起的再热裂纹层状撕裂18、中碳调质钢焊接时，主要困难是什么？答：a.中碳调质钢含碳量及合金元素的含量都较高，因此液-固相区间较大，偏析也更严重，这就是促使具有较大的热裂纹倾向。B.中碳调质钢的淬硬性倾向十分明显，冷裂纹倾向较严重。C.中碳调质钢由于含碳量较高和很近元素较多，有相当大的淬硬性，因而在焊接热影响区的过热区内很容易产生硬脆的高碳马氏体，脆化严重，中碳调质钢在调制状态下焊接时就要考虑热影响区的软化问题，强度越高，软化问题就越严重。19、焊接中碳调质钢的原则工艺是什么？在大多数情况下，中碳调质钢是在退火（或正火）状态下进行焊接，焊后再去进行整体调质。这是焊接调制钢的一种比较合理的工艺方案。在焊后调质的情况下，确定工艺参数的出发点主要是保证在调质处理前不出现裂纹。接头性能由焊后热处理来保证。当必须在调质状态下进行焊接时，除了裂纹外还有热影响区高碳马氏体引起的硬化和脆化。为了消除过热区的淬硬组织和防止延迟裂纹的产生，必须正确选定预热温度，并应在焊后及时进行回火处理。在焊接调质状态的钢材必须注意预热、层间温度、中间热处理和焊后热处理温度都一定要控制在比焊接母材淬火后的回火温度低50。为了减少热影响区的软化，从焊接方法考虑应用热量集中、能量密度大的方法，而且线能量越小越好。20、低合金高强度钢焊接时，为什么不让在焊接区以外的地方打弧？分析其原因。高强度钢具有一定热敏感性，气保焊已成为焊接低合金高强度钢的主要工艺方法。他有一些特点，如热量集中，高效。由于其具有一定热敏感性，在焊接区以外打弧时，使打弧地方温度急剧升高，该区域由于热敏感性，性能将发生改变。乱引弧时被电弧打伤的地方极容易由于冷却过快而出现微小裂纹等缺陷,这种缺陷流在结构上可能会发展成大裂纹而造成事故。 1焊接热源有哪些共同要求?描述焊接热源主要用什么指标能量密度高度集中，快速实现焊接过程，并保证得到高质量的焊缝和最小的焊接热影响区指标：理想的焊接热源应具有加热面积小、功率密度高和加热温度高等特点.2、试述焊接接头的形成过程及对焊接质量的影响过程：加热熔化冶金反应凝固结晶固态相变3、熔滴比表面积的概念及对焊接化学冶金过程的影响答：熔滴的表面积 Ag 与其质量之比称为熔滴的比表面积 S。熔滴的比表面积越大，熔滴与周围介质的平均相互作用时间越长，熔滴温度越高，越有利于加强冶金反应。4、焊条熔化系数、熔敷系数的物理意义及表达式？真正反映焊接生产率的指标是什么？答：焊条熔化系数gM ：在单位时间内熔化的焊芯质量或长度；平均熔敷系数 gH（真正反映焊接生产率的指标），由于损失系数不等于零，单位时间内真正进入焊接熔池的金属质量称为平均熔敷速度。5. 试简述不锈钢焊条药皮发红的原因？有什么解决措施？原因：不锈钢焊芯电阻大，焊条融化系数小造成焊条融化时间长，且产生的电阻热量大，使焊条温度升高而导致药皮发红。解决措施:调整焊条药皮配方，使焊条金属由短路过渡转化为细颗粒过渡，提高焊条的融化系数，减少电阻热以降低焊条的表面升温。6熔合比的表达式和影响因素？多层焊时，如果各层间的熔合比是固定的，试推导第n层金属的成分。 在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。= Fp / (Fp +Fd) Fp焊缝中母材所占的面积 Fd 焊缝截面中填充金属所占的面积影响因素：焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目及母材的热物理性质、焊接材料种类、焊条（焊丝）的倾角等。Ww焊缝金属中合金元素的实际质量分数;Wb该元素在母材中的质量分数Wd熔敷金属中该元素的质量分数。因为 Ww=Wb +(1-) Wd W2=W1+(1-) Wd=2Wb+(1-2)WdW3=W2+(1-) Wd=3Wb+(1-3)Wd Wn=n Wb+(1-n)Wd7. 从传热学角度说明临界板厚cr的概念？某16Mn钢焊件，采用手工电弧焊，能量E=15KJ/cm求cr？ 由传热学理论知道：在线能量一定的情况下，板厚增加冷却速度Wc增大，冷却时间t8/5变短，当板厚增加到一定程度时，则Wc和t8/5不再变化，此时板厚即为临界板厚cr。16Mn不需要预热，取常温To=25 c=6.7?cr?8.手工电弧焊接厚12mm的MnMoNbB钢，焊接线能量E=2kJ/cm,预热温度为50度，=0.9求t8/5?附=0.29J/(cms) CP=6.7 J/(cms)?1.95cm? cr =0.70cm? cr =0.70cm12mm 采用厚板公式t8/5 ? （500-To）-1/（800-T0）=0.878Ss9.直流正接为何比直流反接时焊缝金属熔氢量高？（1）直流正接：工件接正极。直流反接：工件接负极。（2）带电质点H+ 在电场作用下只溶于阴极（3）处于阴极的熔滴不仅温度高而且比表面积大，其溶氢量大于熔池处于阴极时的溶氢量。10. 试简述H,O,N对结构钢焊接质量的影响？H:氢脆；白点；气孔；冷裂纹；组织变化。O:（1）影响焊缝机械性能：塑性、韧性下降；引起热能、冷脆，时效硬化；（2）影响焊缝金属的物理、化学性能。如降低导电性、导磁性、耐蚀性等；（3）形成CO气孔；（4）造成飞溅，影响焊接过程的稳定性；（5）焊接过程中导致合金元素的氧化损失将恶化焊接性能；（6）氧在特殊情况下是有益的，如为了改善电弧特性。降低焊缝金属中的含氢量等。N:害造成气孔，引起时效脆化，降低焊缝的塑性和韧性 益:可以起到沉淀强化和细晶强化的作用提高强度11. 试以硅的沉淀脱氧为例，叙述提高脱氧效果的途径？答：（1）硅的百分含量升高，氧化亚铁的百分含量降低。（2）B增加和减少渣中的二氧化硅，二氧化硅的百分含量降低，氧化亚铁的百分含量降低（3）温度降低，反应向右进行，氧化亚铁的百分含量降低12. 为何酸性焊条宜用锰铁脱氧？而碱性焊条宜用硅锰联合脱氧？为什么要控制WMn/WSi的比值？增加锰在金属中的含量，或减少MnO的活度，都可以提高脱氧效果。酸性焊条宜用锰铁脱氧： Mn+FeO=Fe+(MnO)，在酸性渣中含SiO2和TiO2较多，脱氧产物转化为MnO?SiO2和MnO?TiO2复合物,减少了MnO的活度系数，提高了脱氧效果。碱性焊条宜用硅锰联合脱氧：在碱性渣中MnO活度系数较大，不利于Mn的脱氧，而且碱度越大，脱氧效果越差。故碱性焊条不宜用锰铁脱氧。Si+2FeO=2Fe+(SiO2),SiO2与MnO生成复合物MnO?SiO2，使MnO活度系数降低。而MnO?SiO2密度小、熔点低，易易于上浮到渣中，故碱性焊条宜用硅锰联合脱氧。WMn/WSi过大，出现固态MnO；WMn/WSi过小，出现固态SiO2；均会导致焊缝中夹杂物过多，只有WMn/WSi合理时，才会生成低熔点的不饱和液态硅酸盐，使焊缝中的含氧量降低。13. 酸型焊条熔敷金属为何氧含量较高？答：（1）酸型焊条采用锰脱氧不如碱性焊条锰硅联合脱氧效果好（2）酸型焊条碱度B小，有利于渗硅反应的进行，使焊缝含氧较高（3）酸型焊条为了控氢的目的，导致焊缝含氧14. 试简述低氢焊条（碱性焊条）熔敷金属含氢量较低的原因？药皮不含有机物药品中加入大量造气剂CaF2的去氢作用焊条的烘干温度高15. 为什么碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大？而碱性焊条焊缝含氢量比酸性焊条低？碱性焊条熔渣中含SiO2、TiO2等酸性氧化物较少，FeO的活度大，易向焊缝金属扩散，是焊缝增氧。因此在碱性焊条药皮中一般不加入含FeO的物质，并要求清除焊件表面的铁锈和氧化皮，否则不仅会增加焊缝中的氧，还可能产生气孔等缺陷，所以碱性焊条对铁锈和氧化皮的敏感性大。碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条低，是因为碱性焊条的药皮氧化势小的缘故。16.J422 焊条药皮中含 W（TiO2）=28%，W（SiO2）=26.5%，W（CaO）=10.6%，W（锰铁）=12%，焊芯含 W（Si)=0.02%，W(O)=0.01%，而熔敷金属中却含 W(Si）=0.15%，W（O）=0.05%，试分析其原因。答：从熔敷金属的成分看出焊缝Si和O含量增多； 正常情况下，焊缝增氧，说明电弧气氛中的氧化气体使铁氧化，熔渣中（FeO）向熔池中扩散，以及熔渣中的（MnO），（SiO2）的置换氧化存在，其中置换氧化是主要增氧途径增硅说明渗硅反应激烈，熔渣中含有的大量 SiO2 及 Mn-Fe 利于渗硅反应进行，使Si大大增加。即使熔池反应后期参与沉淀脱氧，也会存在SiO2非金属夹杂。17、综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。答：氧化：碱性渣使 FeO 更易向金属分配；脱氧：碱性渣使 FeO 活度大，扩散脱氧能力比酸性渣差；脱硫：碱性渣中 MnO、CaO 及 MgO 含量多利于脱硫；脱磷：增加熔渣的碱性可减少焊缝中的含磷量，酸性渣脱磷效果较差；合金过渡：当合金元素的氧化物与熔渣酸碱的性质一致时，有利于合金元素的过渡，使过渡系数提高。19.试讲述药芯焊丝的特性答：(1) 熔敷速度快，因而生产效率高；(2) 飞溅小；(3) 调整熔敷金属成分方面；(4) 综合成本低20.CO2焊接低合金钢一般选用何种焊丝？试分析其原因答：应选用Si、Mn等脱氧元素含量较高的焊丝，常用的如：H08Mn2SiA。原因：（1）CO2具有较强的氧化性，一方面使焊丝中有益的合金元素烧损，另一方面使熔池中FeO含量升高。（2）如焊丝中不含脱氧元素或含量较低，导致脱氧不足，熔池结晶后极易产生CO气孔。（3）按一定比例同时加入Mn、Si联合脱氧，效果较好22试简述焊接接头偏析的种类及产生原因？宏观偏析：由于柱状晶倾向性方向使杂质偏聚于晶间及部分地区溶质浓度升高。（1层状偏析：周期性分布，产生于焊缝的层状偏析是结晶速度周期性变化产生的；（2焊道中心偏析：结晶由未熔化母材处向焊缝中心结晶，使杂质推往最后凝固的熔池中心而形成；（3焊道偏析：多道多层焊时在层间道间形成的成分偏析；(4弧坑偏析：收弧处熔池水未能填满，凝固时大量杂质无法排除及成分扩散不均匀而导致偏析；微观偏析：由于焊接快速冷却，结晶后的成分来不及趋于一致，而在相当大的程度上保持着结晶有先后的规律，从而使晶界、晶内的亚晶和树枝晶之间都存在着不同程度的显微偏析。（1胞晶偏析：胞状晶中心与胞晶之间溶质浓度不同引起的偏析。(2树枝状晶偏析：树枝状晶树干与侧枝及晶间成分不一致引起的偏析23.微量Ti,B改善焊缝金属韧性的机理?答：一是钛与氧的结合力很大，使焊缝中的Ti以微小颗粒氧化物的形式（TiO）弥散分布于焊缝中，促使焊缝金属细化。另一方面Ti在焊缝中保护B不被氧化，故B可以作为原子态偏聚于晶界。这些聚集在晶界的B原子，降低了晶界能，抑制了先共析铁素体的形核与生长，从而促使生成针状铁素体，改善了焊缝组织的韧性。但是它们的最佳含量与氧氮有关24、如16Mn母材中含有较高的S，P，应如何保证焊缝金属韧性？答：1.为减少焊缝含硫量，选择对S亲和力比铁大的元素脱硫；2.在焊接化学冶金中常利用熔渣中的碱性氧化物，如 MnO、CaO、MgO 进行脱硫 3.同时增加渣中 CaO 和 FeB 的含量，有利于脱磷 4.增加熔渣的碱度，可以提高脱硫脱磷的能力。25.以低碳钢焊接为例，综述提高焊缝金属韧性的冶金手段，焊接工艺手段及焊后措施？冶金：只有 Mn、Si 含量适中，焊缝组织为细针状铁素体，才能提高韧性；适量加答入 Nb 和 V 可提高焊缝金属冲击韧性；低合金钢焊缝中 Ti、B 存在可大幅提高韧性；低合金钢焊缝中有少量 Mo 不急提高强度，同时也能改善韧性；稀土元素能改善焊缝金属韧性。工艺：焊接线能量、焊接材料、接头形式、多层焊接、焊后应进行热处理、振动结晶、锤击焊道表面、跟踪回火。措施：焊后进行热处理，消除焊接残余应力，热处理时使焊缝金属的化学成分尽可能与母材接近，以便在同一热处理温度下获得与母材相当的性能水平。27. 简要说明不易淬火钢和易淬火钢粗晶区的组织特点和对性能的影响？答：不易淬火钢：组织特点：晶粒粗大，易出现魏氏组织性能：塑性，韧性低，易产生脆化和裂纹易淬火钢：组织特点：粗大的马氏体性能：该区脆硬，易产生延迟裂纹28. 试分析钢种淬硬倾向的影响因素？用什么指标来衡量高强钢的淬硬倾向比较合理？化学成分：碳当量升高，淬硬倾向升高冷却条件：t8/5降低，淬硬倾向升高用HAZ的最高硬度Hmax来评定钢的淬硬倾向比较合理，因为它综合反映了化学成分和冷却条件的影响。29、试分析焊接热影响区的脆化类型及防治措施？（1）脆化类型：粗晶脆化、析出脆化、组织转变脆化、热应变时效脆化；（2）防治措施：控制组织：通过控制焊接热循环控制最佳 t8/5，既要防治过热导致的晶粒粗化又要防治极冷而致硬化。影响焊接热循环的主要参数是线能量、施焊温度、预热以及接头尺寸形状。在接头形式一定的条件下，主要是调节线能量、预热、后热温度以寻求最佳焊接热循环。焊后热处理：对于一些重要的结构，常采用焊后热处理来改善接头性能。30. 试分析如何控制低合金高强度刚焊接HAZ的韧性？（1）控制组织：在组织上能获得低碳马氏体、下贝氏体和针状铁素体等韧性较好的组织。（2）合理制定焊接工艺，正确地选择焊接线能量和预热、后热温度，既不致过热脆化，又不致淬硬脆化。（3）采用焊后热处理来改善接头的韧性。（4）研制新的钢种，进一步细化晶粒，降低钢中的杂质S、P、O、N等的含量，使钢材的韧性大为提高，也提高了焊接HAZ的韧性。32有一种碱性焊条（J427），在出厂检验时，焊缝中没有气孔，但在产品施工焊接时，发现焊缝中有大量气孔，分析可能那些原因导致气孔？（1）焊件清理不充分，存在铁锈，氧化铁皮，油污和水分等杂质。（2）焊条受潮或烘干不足，烘干后放置时间过长等。（3）焊接规范不当