1、 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 1焊接方法可分为哪几类？各有什么特点？答：焊接方法可分为三大类，即熔焊、压焊和钎焊。（ 1）熔焊：加热速度快，加热温度高，接头部位经历熔化和结晶的过程。熔焊适合于各种金属和合金的焊接加工。（ 2）压焊：必须对焊件施加压力，适合于各种金属材料和部分非金属材料的焊接加工。（ 3）钎焊：采用熔点比母材低的金属材料作钎料，不仅适合于同种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。l 2试述焊接的特点及应用。答： 焊接的优点：（ 1）连接性能好；（ 2）节省材料，成本低，质量轻；（ 3）简化制造工艺；（
2、4）适应性强。焊接的缺点：（ 1）焊接结构不可拆卸；（ 2）不同方法的焊接性差别大，焊接接头组织不均匀；（ 3）存在一定的焊接残余应力和焊接变形；（ 4）存在诸如裂纹、夹渣、气孔、未焊透等焊接缺陷。焊接的应用：（ 1）制造金属结构件；（ 2）制造机器零件； （ 3）制造电子产品；（ 4）修复零部件。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 3什么是焊接电弧？焊接电弧的构造及形成特点如何？答： 焊接电弧是在一定条件下，在电极之间的气体介质中有大量电荷通过的强烈持久气体放电现象。焊接电弧通常由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。阴极区指电弧紧靠负电极的
3、区域，此区域很窄。阴极区由于发射电子，消耗了逸出功，其发热量和温度都低于阳极；阳极区指电弧紧靠正电极的区域，此区域较阴极区宽，阳极区产生的热量最大；弧柱区指阴极区与阳极区之间的部分，弧柱内产生的热量虽然不多，但因散热差，温度也可以达到很高。l 4什么是电弧的稳定性？影响电弧稳定性的因素有哪些？答： 电弧的稳定性是指电弧在燃烧过程中，电压与电流保持一定，且电弧能维持一定的长度、不偏吹、不摇摆、不熄弧的特性。电弧的稳定性受焊接电源、焊条药皮、焊接气流、电弧的磁偏吹等因素影响。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 5焊条由哪几部分组成？各部分的作用
4、是什么？答： 焊条由中心部的金属焊芯和表面涂层药皮两部分组成。焊芯：主要起到填充金属和传导电流的作用。药皮作用：（ 1）药皮熔化时产生的熔渣及气体，使电弧空间及熔池与大气隔离；（ 2）药皮的冶金作用，保证焊缝金属的脱氧、脱硫、脱磷，并向焊缝添加必要的合金元素，使焊缝具有一定的力学性能；（ 3）使焊条具有好的焊接工艺性。l 6碱性焊条与酸性焊条的性能有何不同？答： 药皮熔化后形成的熔渣是以碱性氧化物为主的焊条就属于碱性焊条。碱性焊条焊成的焊缝含氢量很低，抗裂性及强度好，适合焊接重要的结构钢和合金结构钢，但是碱性焊条的工艺性能和抗气孔性能差。药皮熔化后形成的熔渣是以酸性氧化物为主的焊条就属于酸性焊
5、条。酸性焊条适合焊接一般的结构钢件。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 7选择焊条的原则是什么？答：选用焊条时应注意以下几个原则：（ 1）考虑被焊材料类别；（ 2）考虑母材的机械性能和化学成分；（ 3）考虑焊件的工作条件和使用情况；（ 4）考虑焊件的结构特点；（ 5）考虑施工操作条件。l 8请说明关于焊条型号及牌号的 E4303、 E5015、 J422、 J503含义分别是什么？答：（ 1） E4303： E表示焊条， 43表示抗拉强度的最小值为 430MPa， 0表示可用于全位置焊接， 3表示药皮类型为钛铁矿型、电流为直流或交流。（ 2
6、） E5015： E表示焊条， 50表示抗拉强度的最小值为 500MPa， 1表示可用于全位置焊接， 5表示药皮类型为纤维素型、电流为直流或交流。（ 3） J422： J表示结构钢焊条， 42表示抗拉强度的最小值 420MPa 2表示药皮类型为氧化钛钙型、电流为直流或交流。（ 4） J503： J表示结构钢焊条， 50表示抗拉强度的最小值为 500MPa 3表示药皮类型为钛铁矿型、电流为直流或交流。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 9焊接接头包括哪几部分？影响焊接接头性能的因素有哪些？答：焊接接头包括焊缝、热影响区和熔合区。影响焊接接头组
7、织和性能的因素有焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊接接头形式等。l 10焊接热影响区包括哪几个区域？试述各区域的组织和性能如何？答：热影响区一般包括过热区、正火区和部分相变区。（ 1）过热区：在该区域内，奥氏体晶粒急剧长大，形成粗大的过热组织。过热区的塑性和韧性明显下降，特别是冲击韧性降低更为显著，是焊接接头中机械性能最差的区域。（ 2）正火区：在该区域内，铁素体和珠光体全部转变为奥氏体，焊后在空气中冷却得到均匀细小的铁素体和珠光体。正火区的机械性能明显改善，是焊接接头中组织和性能最好的区域。（ 3）部分相变区：在该区域内，一部分金属发生相变重结晶过程，成为晶粒细小的铁素体和珠光体，而另一部
8、分铁素体晶粒有所长大。冷却后此区域的晶粒大小不一，组织不均匀，机械性能也较差。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 11焊接应力与变形产生的原因是什么？减小和消除焊接应力的措施有哪些？答：焊接过程中对焊件进行不均匀的加热和冷却，是产生焊接应力和变形的根本原因。减小和消除焊接应力的措施：合理选择焊接顺序和焊接方向；锤击法；预热法；加热 “减应区 ”法；热处理法。l 12焊接变形的基本形式有哪些？防止和减小焊接变形的措施有哪些？当焊接变形产生后应如何去矫正？答：焊接变形的基本形式：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。 防止和减小焊接变
9、形的措施：反变形法；刚性固定法；合理选择焊接方法和工艺参数；合理安排焊接顺序；焊前预热和焊后缓冷。常用的矫正变形方法有机械矫正法和火焰矫正法。l 13埋弧自动焊与手工电弧焊相比有何特点？其应用范围如何？答：埋弧自动焊与手工电弧焊相比，具有以下的特点：生产率高、节省材料；焊接质量好；劳动条件好；适应性较差；设备较复杂。埋弧自动焊适用于成批生产的中、厚板结构长直缝及较大直径环缝的平焊和平角焊。埋弧自动焊可以适用的材料有碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及诸如镍基合金、铜合金的某些有色金属 。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 14氩弧焊
10、与 CO2气体保护焊的特点有何异同？它们的应用范围如何？答：它们的相同点是：（ 1）都用外加气体来保护电弧区的熔滴、熔池以及焊缝；（ 2）焊接变形小，焊接质量比较好；（ 3）采用明弧焊接操作，可以进行全位置焊接。氩弧焊的特点还表现在：（ 1）氩气不与金属发生化学反应，适合于易氧化的非铁合金焊接；（ 2）氩弧焊的电流稳定，焊接过程容易控制；（ 3）便于操作；（ 4）设备和控制系统比较复杂，氩气较贵，成本高。 CO2气体保护焊的特点还表现在：（ 1） CO2气体比较便宜，成本低；（ 2）电流密度大，焊接速度快，焊接生产率高；（3）焊缝含氢量低，焊缝不易出现裂纹；（ 4）易于实现自动化；（ 5） C
11、O2氧化性强，焊缝处金属和合金元素易氧化、烧损，而且飞溅大。氩弧焊常用于焊接化学性质活泼的金属及其合金，以及不锈耐蚀钢、耐热钢、低合金钢，也可用来焊接稀有金属； CO2气体保护焊不能用于易氧化的有色金属焊接，适用于低碳钢和强度级别不高的普通低合金结构钢的焊接 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 15试述电渣焊的特点及应用范围。答：电渣焊的主要特点：（ 1）焊接厚件时可一次焊成，生产率高，焊接成本低；（ 2）空气不易进入，焊缝不易产生气孔、夹渣等缺陷，焊缝质量好；（ 3）焊缝金属组织粗大，焊后要进行正火处理。电渣焊适于焊接厚度为 40mm以上的
12、板类工件，一般用于直缝焊接，也可用于环缝焊接。l 16试述等离子弧焊的特点及应用范围。答：等离子弧焊的主要特点：（ 1）等离子弧能量密度大，可直接焊接较厚的工件；（ 2）焊接速度快，生产率高，焊缝质量好，焊接变形小；（ 3）焊接电流调节范围大，可焊接超薄件；（ 4）设备比较复杂，造价较高，气体消耗量大。等离子弧焊适合于焊接难熔金属、易氧化金属、热敏感性强材料以及不锈耐蚀钢等，也可以焊接一般钢材或有色金属。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 17请说明真空电子束焊和激光焊各有何特点？答：真空电子束焊的主要特点：（ 1）在真空中进行的，金属不会
13、被氧化、氮化，焊接质量好；（ 2）能量密度大，焊接速度快，焊缝窄而深；（ 3）基本上不产生焊接变形；（ 4）控制灵活，适应性强；（ 5）焊接设备复杂，造价高，工件尺寸受限。激光焊的主要特点：（ 1）能量密度大，焊接时间短，工件变形极小，可进行精密零件、热敏感性材料的焊接；（ 2）焊接装置不需与工件接触，可完成远距离焊接和难接近处的焊接；（ 3）工件不易被氧化，可在大气中进行焊接；（ 4）设备比较复杂，功率较小，可焊接厚度受限。l 18什么是压焊？常用的压焊方法主要有哪些？答：压焊是通过对焊件施加一定的压力来实现焊接的一类方法。压焊加工时不需要外加填充金属，可对金属加热（或不加热）。通过加压使两
14、个工件之间接触紧密，并在焊接部位产生一定的塑性变形，促进原子的扩散使两工件焊接在一起。常用的压焊方法主要有电阻焊和摩擦焊。 机械制造技术基础 主编 李长河 第 1章 金属材料概述 第 4章 复习思考题及答案 l 19什么是电阻焊？电阻焊分为哪几类？其特点和应用范围如何？答：电阻焊是工件组合后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接的方法。电阻焊通常分为点焊、缝焊和对焊三种形式。电阻焊的特点：（ 1）生产率高，焊接变形小；（ 2）成本较低，操作简单，易于实现机械化和自动化；（ 3）劳动条件好；（ 4）接头质量不稳；（ 5）设备复杂，价格昂贵，耗电量大。电阻焊的应用范围：（ 1）点焊主要适用于厚度小于 4mm的薄板冲压结构及钢筋焊接，可焊接低碳钢、不锈钢、铜合金和铝镁合金等；（ 2）缝焊只适合于焊接 3mm以下的薄板结构，主要用于制造要求密封性的薄壁结构；（ 3）电阻对焊一般适用于焊接截面简单、直径较小、强度要求不高的杆件和线材；闪光对焊可焊接截面形状复杂或具有不同截面的工件，可焊接同种金属，也可焊接异种金属 。
