焊接热循环有什么特点？它对焊接接头性能有何影响？

第1题：

简述气孔对焊接接头性能有何影响？

正确答案: 气孔使焊缝的有效工作断面减小，降低机械性能，而且会破坏焊缝的致密性，造成泄露。因此，在重要的焊件中要严格控制气孔，特别是不允许链状和蜂窝状气孔存在。

第2题：

在焊接热循环的作用下，焊接接头中的熔合区和过热区出现严重的晶粒粗化，是整个焊接接头最薄弱的区域。

正确答案:正确

第3题：

什么是焊接的热循环？有何作用？

正确答案: 在焊接时，焊件上某一点温度是随着时间而变化的。焊接过程中该点温度随着焊接火焰的移近而逐渐升高，达到最高温度后又逐渐降温，直到焊件冷却，该点就恢复到初温，这种热过程称为热循环。根据热循环的特征，能判断焊件上的各焊点性能变化和热影响区的宽度，焊接时就可根据不同金属材料的物理性质来选择焊接火焰的大小，以提高接头的质量。

第4题：

焊接线能量对焊接接头的机械性能有何影响？

正确答案: 焊接线能量对焊接接头机械性能的影响，有两个方面：
（1）对热影响区金属性能的影响；
1.线能量增大时，热影响区尺寸也增大，过热段的晶粒尺寸粗大，韧性显著降低；近缝区的金属因冷却缓慢而降低硬度。线能量过大或过小都会引起塑性和韧性的下降。
2.当焊接电流减小或冷却速度增大时，线能量减小，在金属硬度强度提高的同时，韧性变差。若线能量过小，冷却速度增大，则热影响区可能产生淬硬组织或冷裂。
（2）对焊缝金属的影响。当用过大的线能量焊大截面的焊道时，焊缝金属的冲击韧性差。特别是低温冲击韧性更差。这是冷却速度太慢，焊缝的一次结晶粗大，区域偏析较严重的缘故。

第5题：

焊接冶金过程有何特点？焊接过程中为什么要对焊接区进行有效保护？

正确答案:焊接冶金过程特点：电弧焊时，被熔化的金属、熔渣、气体三者之间进行着一系列物理化学反应，如金属的氧化与还原，气体的溶解与析出，杂质的去除等。因此，焊接熔池可以看成是一座微型冶金炉。但是，焊接冶金过程与一般的冶炼过程不同，主要有以下特点。
（1）冶金温度高：容易造成合金元素的烧损与蒸发；
（2）冶金过程短：焊接时，由于焊接熔池体积小（一般2～3cm3），冷却速度快，液态停留时间短（熔池从形成到凝固约10s），各种化学反应无法达到平衡状态，在焊缝中会出现化学成分不均匀的偏析现象。
（3）冶金条件差：焊接熔池一般暴露在空气中，熔池周围的气体、铁锈、油污等在电弧的高温下，将分解成原子态的氧、氮等，极易同金属元素产生化学反应。反应生成的氧化物、氮化物混入焊缝中，使焊缝的力学性能下降；空气中水分分解成氢原子，在焊缝中产生气孔、裂缝等缺陷，会出现“氢脆”现象。
上述情况将严重影响焊接质量，因此，必须采取有效措施来保护焊接区，防止周围有害气体侵入金属熔池。

第6题：

焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？

正确答案: 答：钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场，在高温区产生拉应力，低温区产生相应的压应力。在无外界约束的情况下，焊件内的拉应力和压应力自相平衡。这种应力称焊接残余应力。随焊接残余应力的产生，同时也会出现不同方向的不均匀收缩变形，称为焊接残余变形。
焊接残余应力的影响：①对塑性较好的材料，对静力强度无影响；②降低构件的刚度；③降低构件的稳定承载力；④降低结构的疲劳强度；⑤在低温条件下承载，加速构件的脆性破坏。
焊接残余变形的影响：变形若超出了施工验收规范所容许的范围，将会影响结构的安装、正常使用和安全承载；所以，对过大的残余变形必须加以矫正。
减少焊接残余应力和变形的方法：
①合理设计:选择适当的焊脚尺寸、焊缝布置应尽可能对称、进行合理的焊接工艺设计，选择合理的施焊顺序。②正确施工：在制造工艺上，采用反变形和局部加热法；按焊接工艺严格施焊，避免随意性；尽量采用自动焊或半自动焊，手工焊时避免仰焊。

第7题：

焊接接头熔合区的组织的性能有何特点？

正确答案: 焊接接头的熔合区很窄，是焊缝向热影响区过渡的区域。该区加热温度处于液、固相线之间，温度梯度很大。焊接时处于部分熔化状态，晶粒组大，化学成分和组织不均匀，性能较差。

第8题：

焊接接头热影响区的宽度大小对焊接质量有何影响？

正确答案:热影响区越窄，焊接接头中的应力越大，越容易出现裂纹。热影响区越宽，则对焊接接头的力学性能越不利，而且变形大。热影响区的大小与焊接方法及焊接规范等因素有关。

第9题：

在焊接过程的某一瞬间，焊接接头各点温度分布状态，叫做焊接（）。

A、热过程
B、热循环
C、温度场
D、热影响区

正确答案:C

第10题：

问答题

什么是回热循环？它对制冷循环有何影响？

正确答案：回热循环就是让蒸发器出来的制冷剂蒸汽和高温制冷剂液体在热交换器中进行热交换，使液体过冷，气体过热的循环。
回热循环对制冷循环的影响：
（1）可以保证制冷装置的压缩机运转安全；
（2）可以减小节流热损失。

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第11题：

问答题

何为焊接热影响区？低碳钢焊接时各有哪些区段？各区段组织性能变化如何？对接头性能有何影响？

正确答案：焊接热影响区：是指焊缝两侧因焊接热作用而发生组织性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区可分为，如下四个区域：
熔合区、过热区、正火区、部分相变区；
各区段组织性能变化、对接头性能的影响。

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第12题：

问答题

焊接热循环对母材金属近缝区的组织、性能有何影响？怎样利用热循环和其他工艺措施改善HAZ的组织性能？

正确答案：（1）对组织的影响：
A不易淬火钢的热影响区组织：
在一般的熔焊条件下，不易淬火钢按照热影响区中不同部位加热的最高温度及组织特征，可分为以下四个区
1）熔合区：焊缝与母材之间的过渡区域。范围很窄，常常只有几个晶粒，具有明显的化学成分不均匀性。2）过热区（粗晶区）：加热温度在固相线以下到晶粒开始急剧长大温度（约为1100℃左右）范围内的区域叫过热区。由于金属处于过热的状态，奥氏体晶粒发生严重的粗化，冷却后得到粗大的组织，并极易出现脆性的魏氏组织。
3）相变重结晶区（正火区或细晶区）：该区的母材金属被加热到AC3至1100℃左右温度范围，其中铁素体和珠光体将发生重结晶，全部转变为奥氏体。形成的奥氏体晶粒尺寸小于原铁素体和珠光体，然后在空气中冷却就会得到均匀而细小的珠光体和铁素体，相当于热处理时的正火组织，故亦称正火区。
4）不完全重结晶区：焊接时处于AC1～AC3之间范围内的热影响区属于不完全重结晶区。因为处于AC1～AC3范围内只有一部分组织发生了相变重结晶过程，成为晶粒细小的铁素体和珠光体，而另一部分是始终未能溶入奥氏体的剩余铁素体，由于未经重结晶仍保留粗大晶粒。
B易淬火钢的热影响区组织：
母材焊前是正火状态或退火状态，则焊后热影响区可分为：
1）完全淬火区：焊接时热影响区处于AC3以上的区域。在紧靠焊缝相当于低碳钢过热区的部位，由于晶粒严重粗化，得到粗大的马氏体；相当于正火区的部位得到细小的马氏体。
2）不完全淬火区：母材被加热到AC1～AC3温度之间的热影响区。快速加热和冷却过程得到马氏体和铁素体的混合组织；含碳量和合金元素含量不高或冷却速度较小时，其组织可能为索氏体或珠光体。母材焊前是调质状态，则焊接热影响区的组织分布除上述两个外，还有一个回火软化区。在回火区内组织和性能发生变化的程度决定于焊前调质的回火温度：若焊前调质时回火温度为Tt，低于此温度的部位，组织性能不发生变化，高于此温度的部位，组织性能将发生变化，出现软化。若焊前为淬火态，紧靠Ac1的部位得到回火索氏体，离焊缝较远的区域得到回火马氏体。
（2）对性能的影响使HAZ发生硬化、脆化（粗晶脆化、析出脆化、组织转变脆化、热应变时效脆化、氢脆以及石墨脆化等）、韧化、软化等。
（3）改善HAZ组织性能的措施
1）母材焊后选择合理的热处理方法（调质、淬火等）。
2）选择合适的板厚、接头形式及焊接方法等。
3）控制焊接线能量、冷却速度和加热速度。

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第13题：

分析高强度铝合金焊接接头性能低于母材的原因及防止措施，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？

正确答案: 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

第14题：

焊接的热循环对焊接接头的性能，应力、变形有（）影响。

A、一般
B、很大
C、没有

正确答案:B

第15题：

焊接热循环对焊接接头的性能应力和（）有很大影响。

正确答案:变形

第16题：

什么是偏析？它对焊接质量有什么影响？

正确答案: 焊缝在结晶时合金元素分布不均匀的现象称为偏析。偏析对焊缝质量有很大影响。它不仅造成焊缝化学成分的不均匀，还会降低焊缝的性能，同时也是产生裂纹、夹渣、气孔等主要焊接缺陷的原因之一。

第17题：

焊条电弧焊时，低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？

正确答案:（1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。
①焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。
②热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
（2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
①熔合区位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为1490～1530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。
②过热区紧靠着熔合区，加热温度约为1100～1490°C。由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降25%～75%左右。
③正火区加热温度约为850～1100°C，属于正常的正火加热温度范围。
冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。
④部分相变区加热温度约为727～850°C。只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀，力学性能较差。