《工程材料及成形工艺基础》复习思考题答案 第八章

1．名词解释：焊接、焊接电弧、热影响区、焊接性。

答：（1）焊接是指通过加热或加压或两者并用，使被焊材料达到原子间的结合，形成永久性连接的工艺。

（2）焊接电弧是在两个电极之间的气体介质中，强烈而持久的气体放电现象。 （3）热影响区是在焊接过程中母材金属因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。

（4）金属焊接性是指材料对焊接加工的适应性，即在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。

2．常用电弧的引燃方法有哪些？ 接触引弧和非接触引弧。

3．熔化焊的焊接接头包括哪几部分？

答：焊接接头包括焊缝金属、熔合区和热影响区三部分。 4．焊接应力的产生原因是什么？消除焊接应力的方法有哪些？

答：（1）在焊接过程中，不均匀的局部加热是焊件产生焊接应力与变形的根本原因。（2）消除应力的方法：① 焊前预热和焊后热处理；② 加热减应区法；③ 选择合理的焊接次序及工艺参数；④ 焊后锤击或碾压焊道、拉伸或振动工件。

5．试分析厚件多层焊时，为什么有时要用小锤对红热状态的焊缝进行敲击？ 答：每焊完一道焊缝后，当焊缝仍处于高温时，用小锤对焊缝进行均匀适度的锤击，能使缝焊金属在高温塑性较好时得以延伸，补偿部分收缩，可大大减小焊接应力和变形，以避免裂纹的产生。

6．焊接变形的基本形式有哪些？如何矫正？

答：（1）收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。（2）机械矫正法、火焰加热矫正法。

7．常见的焊接缺陷有哪些？

答：裂纹、气孔、未焊透和未熔合、烧穿、咬边、焊瘤等。 8．简述焊条的组成及各部分的作用。

答：（1）焊芯：① 作为电极传导焊接电流，产生电弧；② 焊芯作为填充金属，与熔化的母材金属形成焊缝。

（2）药皮：① 机械保护作用；② 冶金处理作用；③ 改善焊接工艺性能。

9．试从焊接质量、生产率、焊接材料、成本和应用范围等方面，比较下列焊接工艺。 （1）焊条电弧焊； （2）埋弧焊； （3）氩弧焊； （4）CO2气体保护焊 答：各焊接工艺的比较下表所示。 焊接工艺 焊条电弧焊 焊接质量 不稳定 生产率 较低 焊接材料 焊条 应用范围 单件、小批，尤适焊材料 不 其是短焊缝和不规则焊缝 中厚板材的长埋弧焊 高 高 焊丝和焊剂 直焊缝或大直径的环缝 适合焊接较厚熔化极氩弧焊 高 高 氩气、焊丝 （25mm以下）的工件 CO2气体保护焊 高 高 CO2气、焊丝 造船、机车及车辆、工程机械 碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢等 有色金属、不锈钢、耐热钢和高强度合金钢 碳素结构钢、低合金结构钢 10．厚薄不同的钢板搭接，是否可以进行电阻点焊？点焊对工件厚度有何要求？ 答：板厚不同，热容量、导热距离不同，形成熔核偏移，导致结合面上的熔核直径减小，影响强度性能。当熔核偏移严重，如熔核仅位于一板内时，导致焊接失败。点焊主要用于4mm以下的薄板结构和钢筋构件。

11．钎焊和熔焊实质差别是什么？说明钎焊的适用范围？

答：（1）差别：① 钎焊是将焊件没有熔化但是钎料熔化了，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材相互扩散实现连接焊件的方法叫钎焊。② 熔化焊是将焊件和焊条加热到熔化状态，形成熔池，然后冷却结晶成为一体的焊接方法。

（2）软钎焊适合于仪表、电器零件、电机以及导线焊接；硬钎焊用于受力较大或工作温度较高的工件的焊接，如硬质合金刀具、钻探钻头、换热器、自行车架、导管、滤网等的焊接。

12．为什么铸铁焊接比低碳钢焊接困难得多？

答：铸铁焊接时易生成白口组织和淬硬组织，难以机加工；铸铁强度低，塑性差，焊接接头易出现裂纹；焊接时易生成CO和CO2气体，由于冷却速度快，熔池中的气体来不及逸出将形成气孔。

13．等离子弧与一般电弧有何异同？

答：等离子弧仍是一种气体放电现象，是电弧的一种特殊形式。

气体电离形成电弧，电弧通过细孔喷嘴时，弧柱截面缩小，产生机械压缩效应。向喷嘴内通入高速保护气流(如氩气、氮气等)，此冷气流均匀地包围着电弧，使弧柱外围受到强烈冷却，于是弧柱截面进一步缩小，产生了热压缩效应。带电离子在弧柱中的运动可看成是无数根平行的通电“导体”，其自身磁场所产生的电磁力使这些“导体”互相吸引靠拢，电弧受到进一步压缩，这种作用称为电磁压缩效应。这三种压缩效应作用在弧柱上，使弧柱被压缩得很细，电流密度极大提高，能量高度集中，弧柱区内的气体完全电离，从而获得等离子弧。

14．真空电子束焊和激光焊的热源分别是什么？请说明两者的适用范围？

答：（1）电子束焊是指利用在真空中高速运动着的电子束流轰击工件，由动能转化为热能进行熔化焊接的方法。

特点：焊接质量高；工艺适应性强；焊件变形小；设备比较复杂；焊前对焊件的清理和装配要求严格。

适用范围：主要用于钨、钼等难熔金属，铌、锆、钛、铝、镁等活性金属，异种钢及航

天、核电制品中某些精度要求高的构件焊接。

（2）激光焊是以聚焦的高能量密度激光束作为能源轰击焊接件接缝所产生热量进行焊接。 特点：能量密度大；灵活性大；焊接速度快，焊接生产率高；焊接设备复杂，投资较大。 适用范围：已广泛用于汽车工业、机械工业、航空航天、电子工业等领域，如焊接微型、精密焊件和热敏感材料的焊件。