复习题
一、名词解释
1、 焊接温度场
答：焊接温度场是指某一瞬间焊件上各点的温度分布。
2、 准稳定温度场
答：在正常焊接条件下，当功率恒定的热源在一定尺寸的工件上进行匀速直线运动时，经过一段时间
后焊接过程稳定，就形成了一个与热源做同步运动的不变温度场，叫做准稳定温度场。
3、 焊接热循环
答：在热源作用下，焊件上某一点的温度随时间的变化，叫做焊接热循环。
4、 温度梯度
答：变化率的大小与温度差成正比，而与等温线之间的距离成反比，二者的比值叫做温度梯度。做温
度梯度是定量描述导热过程中热量传递的一个重要的物理量。
5、 峰值温度
答：最高加热温度是焊接热循环中最重要的参数之，又称为峰值温度。
6、 焊接线能量
答：熔焊时，由焊接热源输入给单位长度焊缝的能量，称为焊接线能量。
7、 熔化系数
答：熔焊过程中，单位电流、单位时间内焊芯（或焊丝）的熔化量。
8、 熔敷系数
答：单位电流、单位时间内焊芯（或焊丝）熔敷在焊件上的金属量称为熔敷系数。
9、 熔合比
答：熔焊时，被熔化的母材在焊缝金属中所占的百分比叫做熔合比。
10、白点
答：对碳钢或低合金钢焊缝，如含氢量较多，则常常在其拉伸试件的断面上出现光亮圆形的局部脆性
断裂点，称之为白点。
11、扩散氢
答：焊缝金属中的氢，大部分是以原子或H+离子状态存在的。这一部分溶解的氢可以在焊缝金属的晶格中自由扩散，称之为扩散氢。
12、残余氢
答：扩散氢中有一部分聚集到金属的晶格缺陷、显微裂纹和非金属夹杂物边缘的空隙中，结合氢分子。
因其半径增大，不能再自由扩散，称为残余氢（或剩余氢）。
13、氢脆
答：金属因吸收氢而导致塑性严重降低的现象叫做氢脆性（或叫氢脆）。
14、室温组织
答：铁碳合金的室温平衡组织由两个相组成：铁素体（F ）、渗碳体（cem ）。
15、长渣
答：随温度降低而黏度增加缓慢的熔渣，即凝固时间长的熔渣，称为长渣。
16、短渣
答：随温度降低而黏度迅速增加的熔渣，即凝固时间短的熔渣，称为短渣。
17、扩散氧化
答：Feo 由熔渣向焊缝金属扩散而使焊缝增氧的过程叫做扩散氧化。
18、置换氧化
答：焊缝金属与熔渣中容易分解的氧化物发生置换反应而被氧化的过程，叫做置换氧化。
19、沉淀脱氧
答：所谓沉淀脱氧，就是通过焊丝或药皮加入某种元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保护焊
缝金属及其合金元素不被氧化的过程。
20、扩散脱氧
答：扩散脱氧是Feo 根据分配定律，从熔池过渡而熔渣，从而使焊缝中的Feo 下降的过程。
21、一次组织
答：熔池凝固后得到的组织通常叫做一次组织。
22、二次结晶
答：在凝固后的继续冷却过程中，高温奥氏体还要发生固态相变，又称为二次结晶。
23、偏析
答：在不平衡结晶下得到的焊缝金属，其化学成分是不均匀的，即发生了偏析。
24、显微偏析
答：在焊接条件下，由于冷速很高而来不及扩散，这种成分的差异将在很大程度上保留在焊缝金属上。
这就形成了显微偏析。
25、区域偏析
答：在焊缝凝固时，柱状晶前沿向前推进的同时把低熔点物质（一般为杂质）排挤到焊缝中心，使焊
缝中心杂质的浓度明显增大，造成整个焊缝横截范围内形成明显的成分不均匀性，即区域偏析。
26、层状偏析
答：溶质浓度最高的区域颜色最深，溶质为平均浓度的区域颜色较淡，较宽的浅淡色区则为溶质贫化区。这种偏析称为层状偏析。
27、变质处理
答：在液体金属中加入少量合金元素使结晶过程发生明显变化，从而使晶粒细化的方法叫做变质处理。
28、焊后热处理
答：焊后热处理工艺是指焊接工作完成后，将焊件加热到一定的温度，保温一定的时间，使焊件缓慢
冷却下来，以改善焊接接头的金相组织和性能或消除残余应力的一种焊接热处理工艺。
29、层间温度
答：多层焊时在施焊后续焊道前其相邻焊道应保持的最低温度。在实际生产中可通过保温或加热等措
施调整层间温度Ti 。
30、焊接热裂纹
答：在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹，叫做焊接热裂
纹。
31、焊接冷裂纹
答：焊接接头冷却到较低温度下（对刚来说在Ms 温度以下）时产生的焊接裂纹，叫做焊接冷裂纹。
32、熔焊
答：将待焊处的母材金属熔化以形成焊缝的焊接方法叫做熔焊。
33、压焊
答：焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法叫做压焊。
34、气孔
答：焊接时熔池中的气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴，叫做气孔。
35、夹渣
答：焊后残留在焊缝中的焊渣。
36、层状撕裂
答：层状撕裂是指焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层所形成的呈阶梯状的一种裂纹。
37、热影响区
答：在焊接或切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域叫做热影响区。
38、熔合区
答：固—液两相交错并存的半熔化区，即熔合区。
39、焊趾
答：焊缝表面与母材交界处叫做焊趾。
40、焊接金属性
答：金属材料的焊接性是指金属材料对焊接加工的适应能力。
41、联生结晶
答：这种依附于母材半熔化晶粒开始长大的结晶方式叫做联生结晶或交互结晶。
42、压力松弛
答：所谓应力松弛是指存在残余应力的构件，在温度升高时应力逐渐释放而总变形不变的现象。
43、消除应力裂纹
答：焊后焊件在一定温度范围内再次加热时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹，称为消除应力裂纹，又叫再热裂纹。
44、液化裂纹
答：焊接过程中，在焊接热循环峰值温度作用下，在母材近缝区与多层焊的层间金属中，由于低熔点共晶被加热熔化，在一定收缩应力作用下沿奥氏体晶界产生的开裂，即为液化裂纹。
45、冷裂敏感指数
答：冷裂纹敏感指数Pc ：由化学成分的冷裂纹敏感指数Pcm ，熔敷金属的扩散氢含量[H]和板厚δ或拘束度R 共同确定的焊接性评定指标。Pc=Pcm+[H]/60+δ/600
46、碳当量
答：碳当量法是根据钢材的化学成分粗略的估计其焊接性好坏的一种间接评估法。将钢中的合金元素（包括碳）的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的影响，其总和称为碳当量，用符号CE 表示。
47、短路过渡
答：在短弧焊时，由于熔滴长大受到电弧间隙的限制。以致熔滴在尚未达到自由成形所需的尺寸时，就与熔池接触而形成短路。
48、附壁过渡
答：熔滴沿着焊条药皮筒壁向熔池过渡。
49、喷射过渡
答：熔滴以细小的颗粒，高的速度，高的过渡频率从焊条筒内喷出。过渡过程稳定，飞溅小，熔深大，焊缝成型美观。
50、爆炸过渡
答：熔滴在形成或过渡过程中，由于激烈的冶金反应，其内部产生气体、气体急剧膨胀导致颗粒熔滴爆炸粉碎。
51、熔渣的碱度
答：碱度是表征熔渣碱性强弱的一个量，是熔渣的重要化学性质。
52、合金化
答：在熔焊时要获得预期的焊缝成分，需要通过焊接材料过渡一定的合金元素到焊缝金属中，这个过程就是焊缝金属的合金化。
53、CCT 图
答：CCT 图是连续冷却转变曲线的简称。
54、SHCCT 图
答：用模拟绘制的热影响区CCT 图，叫做模拟HAZ 连续冷却组织转变图（SHCCT 图）。
55、过热区
答：是紧邻熔合区具有过热组织或晶粒明显粗化的部位，加热温度在固相温度ts~tks之间。
56、硬度
答：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
57、淬硬组织
答：由于间隙原子碳的过饱和，使铁原子偏离平衡位置，晶格发生明显畸变所致。
58、热影响区软化
答：热影响区软化是指焊后其强度、硬度低于焊前母材的现象。
59、焊接缺陷
答：焊接过程中，在焊接接头中产生的金属不连续，不致密或连续不良的现象，叫做焊接缺陷。
60、焊接材料
答：焊接材料是指焊接时所消耗材料的统称。包括焊条、焊丝、焊剂、气体等。
61、结晶裂纹
答：结晶裂纹又叫凝固裂纹，主要产生于焊缝凝固过程中。当冷却到固相温度附近时，由于凝固金属的收缩，残余液体金属不足而不能及时填充，在应力作用下发生沿晶界开裂。
62、焊条的工艺性能
答：焊条的工艺性能是指焊条操作时的性能，是衡量焊条质量的重要标志之一。
63、熔滴反应区
答：从熔滴形成、长大，到过渡到熔池中都属于熔滴反应区。
64、脱渣性
答：脱渣性是指焊渣从焊缝表面脱落的难易程度。
65、飞溅
答：飞溅是指熔焊过程中液体金属颗粒向周围飞散的现象。
66、应力腐蚀裂纹
答：金属或合金在应力，特别是拉伸应力的作用下，又处在特定的腐蚀环境中，材料虽然在外观上
没有多大变化，如未产生全面腐蚀或明显变形，但却产生了裂纹
67、延迟裂纹
答：不是在焊后立即出现的冷裂纹。·
二、简答题
1、 焊接热循环的主要参数？
答：1）加热速度（V H ）；2）最高加热温度(Tmax或t max) ；3）相变温度以上停留的时间（t h ）；4）在指定温度下的冷却速度(Vc)。
备注：①加热速度ωH ：影响到HAZ 的组织和性能；
②加热的最高温度Tm －决定HAZ 组织的因素之一；
③相变温度上的停留时间t H ；
④冷却速度ωc 和冷却时间（t 8/5、t 8/3、t 100）－决定HAZ 组织和性能的因素之一。
2、 调整焊接热循环可以从哪方面入手？
答：1）根据被焊金属的成分和性能选择适用的焊接方法；
2）合理选用焊接参数；
3）采用预热、焊后保温或缓冷等措施降低冷却速度；
4）调整多层焊的层数或焊道长度，控制层间温度。
3、影响焊接温度场的因素有哪些？
答：①热源的性质；②焊接参数；③被焊金属的热物理性能；④被焊金属的几何尺寸。
4、焊接时金属的的氧化的途径？
答：（1）氧化性气体对金属的氧化
①. 自由氧对焊缝金属的氧化；
②.CO2对焊缝金属的氧化；
③.H2O 对焊缝金属的氧化；
④. 混和气体对金属的氧化CO 2、H 2O 、CO 、H 2、O 2。
（2）氧化性熔渣的氧化
①. 扩散氧化：发生于熔滴阶段和熔池高温区
②. 置换氧化：熔滴阶段和熔池头部的高温区
（3）焊件表面上的氧化物对金属的氧化
①. 铁锈对金属的氧化
②. 氧化皮对金属的氧化
5、焊缝金属的含氢量对焊接质量有何影响？
答：氢是还原性气体，它在电弧气氛中有助于减少金属的氧化，具体的影响有如下几种：
1）氢脆性：金属中吸收氢而导致塑性严重降低。
2）白点：常常在拉伸试件的断面上出现亮圆形的局部脆性断裂点。
3）气孔：熔池中吸收的氢结合成为分子进而形成气泡，当外溢的速度小于结晶的速度就形成气孔。
4）产生冷裂纹：冷裂纹是在冷却到比较低的温度（一般在300度以下）或在室温放置一段时间以后，在焊接接头处产生的裂纹。
6、为提高焊缝的质量需要严格控制氢的含量，请问控制氢的措施有哪些？
答：（1）限制焊接材料中的含H 量
a 、选择含少量或不含H 的材料
b 、↑T 焊材烘焙—↓含水量—↓含H 量
c 、↓大气中的放置时间（烘干后，立即使用）
d 、↓保护气体中的含水量（CO 2焊、Ar 弧焊）
（2）消除焊件和焊丝表面上的杂质、铁锈、油污
（3）冶金处理
a 、药皮和焊剂中加入氟化物CaF 2（常用）
b 、控制焊接材料中的氧化还原势（↑氧化势）↑溶池中含O 量或气相中的氧化性-↓熔池中H 的浓度
c 、药皮和焊芯中加入微量稀土元素(钇) 或稀（碲）散元素：↓↓[H]W
（4）控制焊接规范（有局限性）
（5）焊后脱氢处理：焊后加热焊件，促使氢扩散外逸，从而↓含H 量，对于易产生冷裂纹的焊件
7、焊接时氮的控制措施？
答：1）加强机械保护；
2）选择合理的焊接参数；
3）控制焊丝金属的化学成分。
备注：①加强保护：防止空气与液体金属作用
气体保护、气一渣联合保护、渣保护
②保持焊接工艺参数的稳定，制定合理的焊接规范
a 、↓弧长的波动—↓电压波动、短弧作业；
b 、↑Ih —过渡频率f ↑--气相与金属的作用时间↓。
③采用固氮的方法形成稳定的氮化物—不溶于液态而进入溶池
Zr Ti Ce A1 Nb Ta V B Cr Fe
强→弱
MeN 熔质以细小颗粒弥散分布-↑δ及ak
④适当↑焊丝及药皮中C%→↓[N] WM
a 、C 能↓N 在铁中的溶解度；
b 、形成CO 、CO2→↓气相中氮的分解；
c 、C 氧化引起熔池沸腾—有利于N 的逸出。
从目前的经验来看，加强保护是控制N 的最有效的措施，其它办法均有局限性
8、焊接时影响CCT 图的因素有哪些？
答：(1)母材化学成分的影响
除CO 之外，所有固溶于A 体的合金元素（B 、Mo 、V 、W 、Cr 、Mn 、Si 等）都使得S 曲线右移，
淬硬倾向↑并且↓Ms ，其中C 的影响最大。
(2)冷却速度的影响
①Wc ↑－Ar 1、Ar 3、A rcm ↓共析成份也由C 0.83％转为C 0.4～0.8％；
②Wc ↑－Ms ↑，M 由条状－片状；
③焊接加热时，碳化物及氮化物的形成元素未完全固溶于A ，在焊接快速冷却时，A 体的稳定性↓-使A 提前转变。
（3）峰值温度的影响
①Tm ↑－A 稳定性↑－淬硬倾向↑（曲线右移）
投影：图5-21最高温度对CCT 图的影响
②Tm ↑－晶粒粗化
（4）晶粒粗化的影响
晶粒粗化－晶界面积↓－成核机会↓－不利于A 的转变（冷却）A 稳定性↑－S 曲线右移－淬硬倾向↑
（5）应力、应变的影响
①应力应变↑－A 内能↑－加速扩散过程，有利于扩散型相变的进行；
②拉应力可促使M 体转变，Ms 上升，M 转变量↑；
③切应力促使M 转变，正压应力阻碍M 转变。
9、防止焊缝中夹杂物的措施？
答：1）选用合适的线能量，保证熔池有必要的存在时间；
2）多层焊时，每一层焊缝（特别是打底焊缝）焊完后，必须彻底清除焊缝表面的焊渣，以防止残
留的焊渣在焊接下一层焊缝时进入熔池而形成夹杂物；
3）焊条电弧焊时，焊条作适当的摆动以利于夹杂物的浮出；
4）施焊时注意保护熔池，包括控制电弧长度。埋弧焊时应保证焊剂有足够的厚度。气体保护焊时要有足够的气体流量等，以防止空气侵入。
备注：（1）正确选择焊条、焊剂，使之更好的脱S 脱O 。
（2）选择合适的焊接规范，焊条要适当摆动，以便溶渣浮出。
（3）多层焊时，要清理前层熔渣。
（4）操作时，保护熔池以防止空气侵入。（O 、N ）
10、焊接裂纹的分类？
答：焊接热裂纹、焊接冷裂纹、消除应力裂纹、层状撕裂。
11、低碳钢和低合金钢热影响区温度与区域划分？
答：低碳钢和某些低合金钢（不易淬火钢）的HAZ 可分为四个区
1）熔合区
a.焊缝与母材相邻的部位（温度处于固液相线之间）
b.范围很窄，在化学成分上和组织性能上都有较大的不均匀性，对焊接接头的强度、韧性都有很
大的影响
2）过热区
a. 温度范围处在固相线以下1100℃左右，金属处于过热状态，奥氏体晶粒发生严重长大现象，冷却之后得到粗大的组织
b. 在气焊和电渣焊条件下常出现魏氏组织（见图4－30）
c. 韧性很低，常在过热粗晶区产生脆化或裂纹
3）相变重结晶区（正火区）
a.母材金属加热到Ac3以上的部位，发生重结晶（即铁素体和珠光体全部转变为奥氏体），在空气
中冷却就会得到均匀而细小的珠光体和铁素体
b. 塑性和韧性都比较好，所处的温度范围约在A 3～1000℃之间
4）不完全重结晶区
a.处于Ac l～Ac 3之间范围内的热影响区处于
b. Ac l～Ac 3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，
另一部分始终未能溶入奥氏体的铁素体，成为粗大的铁素体
c. 晶粒大小不一，组织不均匀，力学性能不均匀
5）母材 处于A 1以下
12、改善焊缝组织与性能的常用的措施？
答：1）焊缝金属的变质处理；2）振动结晶；3）锤击坡口或焊道表面；4）调整焊接工艺；5）焊后热处理；6）多层焊；7）跟踪回火。
13、焊条药皮在焊接过程中的作用？
答：稳弧、造气、造渣、脱氧、合金化、稀释、粘结、成形。
14、熔渣在焊接过程中的作用？
答：机械保护作用、改善焊接工艺性能的作用、冶金处理作用
备注：（1）机械保护作用
（2）改善焊接工艺性能
加入适量物质可以使电弧引燃容易、燃烧稳定、飞溅减少，并保证有良好的操作性、脱渣性、
焊缝成形。
（3）冶金处理作用
在一定的条件下，熔渣可以去除焊缝中的有害杂质。
脱氧（CaO ）；脱S （MgO 、CaO 、MnO ）；
脱P （CaO ）；去氢
CaO 脱氧（SiO2）+[Fe] →[Si]+[FeO]
15、酸性焊条和碱性焊条的特点？
答：酸性焊条：电弧燃烧稳定，可交直流两用；熔渣流动性好，飞溅小，焊缝成形美观，脱渣容易。
碱性焊条：这类焊条施焊焊缝金属的力学性能和抗裂能力都高于酸性焊条；但电弧稳定性差，对 铁锈、水分等比较敏感，焊接过程中烟尘较大，表面成形粗糙。
备注：试综合分析碱性焊条和酸性焊条的冶金特点? （分别从冶金脱硫、脱磷、脱氢、脱氧及焊缝金属的合金化等方面阐述）
a 、酸性焊条：工艺性能好, 焊缝表面成形美观、波纹细密、可 药 皮 中 有 较 多 的 FeO、TiO 2、SiO 2等，交直 流 两 用。
b 、碱性焊条：[H]wM低, 焊缝具有较高的韧性和塑性，适用于承受动载的焊件和刚性较大的重要结构。
16、低氢型焊条为什么对于铁锈、油污、水分很敏感？
答：由于这类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，低氢型焊条对于铁锈、油污、水分很敏感。
17、气孔形成的过程？
答：气孔形成的全过程是：熔池中吸收了较多的气体而达到过饱和状态→气体在一定的条件下聚集形
核→气泡核心长大为具有一定尺寸的气泡→气泡上浮受阻残留在凝固后的焊缝中而形成气孔。
18、防止消除应力裂纹的措施？
答：1）选用对消除应力裂纹敏感性低的母材；
2）选用低强高塑性的焊接材料；
3）控制结构刚性与焊接残余应力；
4）工艺方面的措施 ①预热；②焊后及时进行后热；③控制线能量。
19、根据被焊刚种和结构的不同，冷裂纹分类方式？
答：延迟裂纹、淬性脆化裂纹（或淬火裂纹）、低塑性脆化裂纹。
备注：焊缝表面裂纹、内部裂纹、HAZ 横向、纵向裂纹、焊缝和焊道下的深埋裂纹弧坑裂纹（火口）。
20、如何从设计和工艺上采取措施防止层状撕裂？
答：1）控制夹杂物，特别是硫化物夹杂。
2）防治母材脆化。
3）设计和工艺上的措施
①尽量采取双侧焊缝，避免单侧焊缝。可以缓和焊缝根部的应力分布并减少应力集中；
②在强度允许的条件下，尽量采取焊接量小的对称角焊缝来代替焊接量大的全焊透焊缝，以减少应力；
③坡口应开在承受Z 向应力的一侧；
④对于T 形接头，可在横板上预堆焊一层低强度的金属，以防止出现焊根裂纹，并可缓解作用横板上的Z 向应力。
备注：简述防止层状撕裂的措施？
选用具有抗层状撕裂的钢材：
1、精炼钢 先期脱S
2、控制硫化物夹杂的形态 MnS 转化为其他元素的S 化物如CaS 等
设计和施工工艺的措施
1、尽量免单侧焊缝：改用双侧焊缝可缓和焊缝根部区应力状态↓应力集中。
2、采用焊接量少的对称角焊缝代替焊接量大的全焊透焊缝，避免过大应力。
3、在承受Z 向应力的一侧开坡口。
4、对于T 型接头可在横板上预先焊一层低强焊材防止焊根裂纹，同时亦可缓和焊接应变。
5、为防上由冷裂引起的层状撕裂，应尽量采用一些防止冷裂的措施：如减少含H 量；适当↑预热
温度，控制层温等。
21、Q235钢采用埋弧自动焊焊接时，常采用的焊丝和焊剂？
答：焊剂 HJ431 焊丝 HO8A
22、对焊条工艺性能有什么要求？
答：焊接电弧的稳定性、焊缝成形性、各种位置焊接的适应性、脱渣性、飞溅、焊条的熔化速度、药
皮发红、焊接发尘量。
23、促进焊接冷裂纹产生的三大主要因素？
答：氢的影响、钢种的淬硬倾向、焊接接头的拘束应力。
24、分析金属焊接性的方法有哪些？
答：1）利用化学成分分析 ①碳当量法 ②焊接冷裂纹敏感系数（Pc ）；2）利用CCT 图分析；3）利用材料的物理性能分析；4、利用材料的化学性能分析。
25、焊缝的脱氧方式有哪些？酸性焊条和碱性焊条的脱氧方式有什么不同？
答：先期脱氧、沉淀脱氧、扩散脱氧
1） 沉淀脱氧中
Mn的脱氧：①MnO 属于碱性氧化物，用于酸性渣脱氧；
②在碱性焊条药皮中不单独加入Mn 作脱氧剂，而采用Mn-Si 联合脱氧。
原因：碱性焊条药皮中SiO 2、TiO 2酸性氧化物的含量少，MnO 易造成夹杂。
Si 的脱氧由于SiO 2是酸性氧化物，故用于碱性焊条脱氧
2）扩散脱氧只存在于酸性焊条（酸性渣）中，而在碱性焊条中几乎不存在——由于碱性渣中存在大量的碱性氧化物CaO 扩散脱氧难以进行。
26、结晶裂纹的影响因素及防止措施？
答：因素：1）冶金因素对结晶裂纹的影响；2）力的因素对结晶裂纹的影响。
防止措施：1）冶金措施：①控制焊缝中硫、磷、碳等有害元素的含量；②对熔池进行变质处理；
③调整熔渣的碱度。
2）工艺措施：①调整焊接参数以得到抗裂能力较强的饿焊缝成形系数；②调整冷却速度；
③调整焊接顺序，降低拘束应力。
备注; （一）冶金因素：
a 、合金状态图的类型及结晶温度区间
（1）结晶温度区↑—脆性温度区Tb ↑—裂纹倾向↑
（2）合金元素Me ↑—脆性温度区Tb ↑—裂纹倾向↑，当Me%进一步↑，结晶裂纹倾向↓
b 、Me 对产生结晶裂纹的影响
以低碳钢、低合金钢中Me 对其影响为例。
（1）S 、P Fe+FeS FeO+FeS Fe+Fe3P 形成液态薄膜，S 、P%↑裂纹倾向↑
（2）C 国际上利用C 当量来评价钢种焊接性。C%↑S 、P 偏析↑，S 、P 富集在晶界，裂纹倾向↑。
（3）Mn
脱S 作用 Mn+Fes→Fe+MnS 使FeS —MnS
改变硫化物的分布状态FeS 由薄膜状→球状
①C
②C ≥0.16% r 相出现 P 偏析↑ Mn/S不起作用控制含P 量
（4）Si δ相形成元素，↓焊缝裂纹倾向（主要↓S 、P 偏析），但Si> 0.4%形成低熔硅酸盐夹杂，裂纹倾向↑。
（5）Ti 、Zn （锆）及稀土元素镧、铈（La 、Ce ）能形成高熔点的硫化物、裂纹倾向↓（比Mn 更好）
（6）Ni 在低合金钢中，Ni+Ni3S 2 645℃裂纹倾向↑
（7）O O 能↓S 的有害作用形成Fe-FeS-FeO 三元共晶，使FeS 由薄膜状变成球状。 c 、凝固结晶组织形态对结晶裂纹的影响
（1）晶粒越粗大，柱状晶方向越明显，结晶裂纹的倾向↑，加入细化晶粒的元素Ti 、Mo 、V 、Nb 、Al 等。
（2）希望得到r+δ(A+F)焊缝中含少量的δ相可以细化晶粒，打乱A 粗大柱状晶方向性↑抗裂能力（18-8钢）。
（二）力学因素对产生结晶裂纹的影响
焊接时脆性温度区内金属的强度（σM ）小于脆性温度区金属的承受的拉伸应力σ，即σM
防止结晶裂纹的措施
（一）冶金方面的措施
1、控制S 、P 含量：控制母材、焊材中S 、P 含量
一些重要的焊接结构采用碱性焊条及焊剂，有效地控制S 、P 的含量↓裂纹倾向。
2、改善凝固结晶、细化晶粒。
（1）加入细化晶粒元素：Mo 、V 、Ti 、Nb 、Zr 、Al
（2）不锈钢施焊时，希望得到δ+r（δ相控制5%）
（二）工艺方面的措施
1、焊接工艺及规范：
适当E ↑，To ↑——可以↓应变率 ↓裂纹倾向
2、接头型式及坡口形式：影响到接头额受力状态和结晶条件及热的分布。
（1）尽量采用对接。
（2）采用多层焊，控制各层的熔深。
（3）接头处避免应力集中（错边、咬边、未焊透）。
3、焊接次序
尽量使大多数焊缝能在较小的刚度下施焊
（1）对称施焊：分散应力
（2）管板与管束焊接采用放射交叉式焊接顺序
27、阐述焊缝中硫、磷的危害及防止措施？
答：硫的危害：S 与液态钢可以无限互溶，而在室温下在固态铁的溶解度仅为0.015-0.020%，因此在
熔池结晶时易产生偏析，形成低熔共晶体。
（1）Fe+FeS , FeS+FeO 呈片状或链状，分布于晶界，增加了焊缝结晶裂纹倾向，降低冲击韧性和抗腐蚀性；
（2）NiS+Ni焊合金钢，尤其高Ni 合金钢时产生结晶裂纹倾向更大；
（3）含碳量增加时会促使硫发生偏析，从而增加了它的危害。
硫的防护：①限制焊接材料中的含硫量； ②用冶金方法脱硫。
磷的危害：P 以Fe2P 或Fe3P 的形式存在分布于晶界，消弱了晶粒间的结合力，而它本身又硬脆，
增加焊缝的冷脆性，升高脆性转变温度，从而促进冷裂纹产生。Fe3P+Fe 熔点 1050℃；
Ni3P+Ni 熔点 880℃，形成结晶裂纹。
磷的防护：减少焊缝中的含磷量，严格限制母材、填充金属、焊条药皮和焊剂中的含磷量；为减
少磷的危害，必须进行脱磷处理。
备注：S:危害 ：S 与液态钢可以无限互溶，而在室温下在固态铁的溶解度仅为0.015-0.020%，因此
在熔池结晶时易产生偏析，形成低熔共晶体。
（1）Fe+FeS , FeS+FeO 呈片状或链状，分布于晶界 －－↑焊缝结晶裂纹倾向，↓冲击韧性和
抗腐蚀性。
（2）NiS+Ni焊合金钢，尤其高Ni 合金钢时产生结晶裂纹倾向↑↑
（3）钢C%↑--S 偏析↑--S 的危害↑
措施：
（1）限制焊材中的含S 量
母材：过渡到焊缝金属中S 接近100%，但母材中含S 量很少。
焊丝：70-80%S过渡到焊缝中。
药皮或焊剂：50%S过渡到焊缝中
(2)用冶金方法脱S
①合金元素脱S 与S 的亲和力Fe但A1、Ca 、Mg 与O 的亲和力大于与S 的亲和力，故A1、Ca 、Mg 脱S 受到限制，一般
用Mn 。
夹杂物呈点状弥散分布，故危害较小。
②熔渣脱S
MnO 脱S CaO 脱S MgO 脱S ↑Mn%既减少了FeO 又增加了MnO ，但由于冶金反应
时间短脱，S 不充分。
P 危害：P 以Fe2P 或Fe3P 的形式存在分布于晶界，↓晶粒间的结合力，而它本身又硬脆，↑
焊缝的冷脆性，↓脆性转变温度，↑冷裂纹
Fe3P+Fe 熔点 1050℃； Ni3P+Ni 熔点 880℃，↑结晶裂纹
措施：
(1)限制焊接材料中的含磷量：主要是焊剂和药皮中的锰矿（含0.22%P）
(2)冶金脱P
①P →P2O5
2[Fe3P]+5(FeO)=P2O5+11[Fe]
2[Fe2P]+5(FeO)=P2O5+9[Fe]
②形成稳定的磷酸盐与P2O5的接合能力：
3(CaO)+P2O5=[(CaO)3. P2O5]
4(CaO)+P2O5=[（(CaO)4. P2O5）
说明：↑碱度会↓[P]w但熔渣的碱度受到工艺的限制。
碱性渣：不允许含较多FeO ，否则会使[O]w↑，易产生气孔，因此碱性脱P 较差。
酸性渣：含较多FeO ，有利于P 的氧化但碱度小，脱P 能力更差。
28、阐述冷裂纹的影响因素及防止措施？
答：冷裂纹的影响因素：
（1）钢种化学成份的影响；
（2）拘束度的影响；
（3）氢的有害作用；
（4）焊接工艺对冷裂纹的影响:
①焊接线能量的影响
②预热的影响
③焊后后热的影响：
④多层焊的影响
防护措施：1）选用对冷裂纹敏感性低的母材；2）严格控制氢的来源；3）提高焊缝金属的塑性和韧性；
4）焊前预热；5）控制焊接线能量；6）焊后热处理。
备注：
冷裂纹的影响因素：
1）、钢种化学成份的影响；
2）、拘束度的影响；
3）、氢的有害作用；
4）、焊接工艺对冷裂纹的影响。
（1）焊接线能量的影响
①E 过大：HAZ 过热，晶粒粗大，焊接接头的抗裂性↓。
②E 过小：t 8/5及 t 100↓使HAZ 淬硬，不利于H 的逸出，冷裂倾向↑。
（2）预热的影响
①预热温度选择：选择合理的预热温度可防止冷裂纹，但预热温度不能过高：过高时，一方
面恶化了劳动条件；另一方面在局部预热条件下，由于产生附加应力反而↑冷裂倾向。
（3）焊后后热的影响：
①后热的作用：
a 、使H 充分逸出↓[H]w；
b 、↓残余应力（不产生附加拉伸应力）↓冷裂倾向；
c 、改善组织↓淬硬性；
d 、适当↓预热温度To 及代替中间热处理。
（4）多层焊的影响
①后层对前层有消氢处理；
②改善前层焊缝及HAZ 组织↓淬硬倾向。
冷裂纹的预防措施
1、冶金方面
（1）母材选用：采用低碳，多种微量元素，从而↓P cm 而↑抗裂性能。
（2）焊材及焊接方法的选用：
①选用优质低氢焊材及低氢焊接工艺：↓冷裂倾向
a 、低匹配焊条；
b 、低氢工艺，如CO 2焊可获得低氢焊缝。
②严格控制H 的来源
a 、焊材应烘干；
b 、焊材烘干之后要妥善保存：放在保温筒里随取随用；
c 、清除坡口两侧、焊丝的油污及铁锈；
d 、湿度过大时（>90%）禁止施焊。
③适当加入Ti 、V 、Nb 、MoB 等Me ↑焊缝的韧性↓冷裂倾向。
2、工艺方面：
（1）选择合适线能量；
（2）选择合理的预热温度及后热温度及焊后热处理；
（3）选择合理的施焊顺序；
（4）严格控制层间温度 。
29、从冶金方面探讨低合金高强钢焊接HAZ 韧性时，影响低合金高强钢焊接HAZ 韧性的因素有哪些？ 答：1、母材的原始状态
（1）母材合金强化方式
钢中添加微量强化元素（Ti 、Nb 、V 、Al 、稀土元素）生成C 、N 化物弥散分布，细化晶粒－↑↑强度。
（2）组织状态
2、析出相的尺寸及形态
析出相尺寸较小时：细化晶粒，韧性↑↑
析出相尺寸较大时，以粗大的层状或块状析出，脆化↑，韧性↓
3、夹杂物及晶界偏析
（1）钢中的硫化物、磷化物及硅酸盐夹杂↑－NDT ↑韧性↓
（2）S 、P 、Sn 、O 、锑等晶界偏析严重时，韧性↓↓
30、手工电弧焊时，熔滴过渡的作用力？并分析对熔滴过度的作用？
答：重力、表面张力、电磁收缩力、斑点压力（等离子流力）
（一）重力：在大滴过渡时起重要作用. 因此, 现实生活中, 立、横、仰施焊d ＜5(尤其是立、仰) 焊
条端头上保持熔滴的主要作用力
（二）表面张力：熔滴上有少量表面活化物质，表面张力系数σ↓；液体钢中最大的表面活性
物质是氧和硫（O 、S ）, 因此，金属的脱氧程度、渣的成份将会影响过渡特性。
说明： T 熔滴↑→σ↓，d 熔滴↓--改善熔滴的过渡特性熔滴上表面活性物质可d 熔滴↓――↓σ；熔滴太
大或太小时, 表面张力依为保持促进过渡. .
(三) 电磁收缩力和等离子流力
大电流施焊时, 短路过渡时, 电磁力起重要作用;
电流通过熔滴时, 导体的表面是变化的, 将产生电磁力的轴向分力，即等离子流力，
1）、如斑点尺寸小于焊丝直径（弧根吊在熔滴下边），则轴向力阻碍熔滴过渡;
2）、如斑点尺寸大于焊丝直径（弧根包围熔滴）则轴向力有利于熔滴过渡.
过渡形式以喷射和射流过流时, 等离子流力起重要作用
(四) 斑点压力
正离子和电子对熔滴的撞击力；电极材料蒸发时产生的反作用力；弧根面积很小时产生
的指向熔滴的电磁收缩力
31、碱性低氢型和钛钙型焊条施焊碳钢时冷至室温气相的主要成分？
答：钛钙型：CO 50.7% CO 2 5.9% H 2 37.7% H 2O 5.7%
低氢型：CO 79.8% CO 2 16.9% H 2 1.8% H 2O 1.5%
32、碱性焊条手工电弧焊时，为了达到最好的脱氧效果，保证焊接接头的力学性能，一般在药皮中加入什么样的铁合金？
答：锰铁 硅铁 钛铁
33、各类焊接裂纹的的敏感温度区间？
答：一）热裂纹
1）结晶裂纹：固相线温度以上稍高的固液状态；
2）高温液化裂纹：固相线以下稍低温度；
3）多边化裂纹：固相线以下再结晶温度。
二）再裂纹 550~650
三）冷裂纹
1）延迟裂纹ms 点以下；
2）淬火裂纹 ms 点附近；
3）低塑性裂纹 t
34、、焊接热影响区层状撕裂常用的评定方法？
答：常用的评定方法：Z 向拉伸断面收缩率——无H 条件下母材
插销Z 向临界应力法——有H 条件下HAZ
35、手工电弧焊时，用于熔化和加热焊条的热能？
答：电阻热 电弧热 化学反应热
36、由于焊接熔池的凝固条件不同，与一般钢锭的结晶相比有哪些特点？
答： 1）熔池的体积小，冷却速度大；
2）熔池的液态金属处于过热状态；
3）熔池在运动状态下结晶。
37、焊缝金属的合金化的方式？
答：（1）应用合金焊丝或带极； 。
（2）应用药芯焊丝或药芯焊条；
（3）应用合金药皮和粘接焊剂（配用普通焊丝）；
（4）应用合金粉末。
38、焊接熔渣分哪三大类？
答：一类：盐型熔渣：由金属的氟酸盐、氯酸盐和不含氧的化合物组成一氧化性很小。
适用范围:用于焊A1、Ti 和其他化学活性金属及其合金。
二类：盐一氧化物型熔渣，由氟化物和强金属氧化物组成—氧化性较小
适用范围：焊合金钢及合金
三类：氧化物型熔渣，由金属氧化物组成一氧化性较强。
适用范围：焊低碳钢和低合金钢。
39、焊缝中的夹杂物有 氧化物 、 氮化物 、 硫化物 。
40、一般来讲，如何研究热影响区力学性能？
答：焊接HAZ 力学性能研究的方向
（1）HAZ 的不同部位
①熔合区（半熔化区）；
②过热区；
③相变重结晶区（正火区）；
④不完全重结晶区；
⑤母材区：组织无明显变化（和母材一致）。
（2）熔合线附近
41、目前，对再热裂纹的形成机理存在不同的看法，可归纳为哪三个理论？
答：三个学说：晶界杂质析集弱化学说；晶内二次强化学说；蠕变开裂学说。
42、E5015和E4303焊条施焊时的渣系？
答：碱性渣 钛钙型酸性渣
43、焊接时增大冷裂纹倾向的应力有？
答：1）不均匀加热及冷却过程中产生的热应力
2）金属相变时产生的组织运动
3）结构自身拘束条件所造成的应力
44、防止冷裂纹和防止再热裂纹的温度有什么关系？
答：都是通过选择合理的预热温度及后热温度来防止两种裂纹的产生，但是防止再裂纹的预
热温度大于防止冷裂纹的预热温度
45、某厂采用带锈低碳钢板，采用“J423（”E4301）焊条时一般不出现气孔，但采用“J427（”E4315）焊条焊接时总是出现气孔，试分析原因?
答：因为J423和J422焊条一样属于酸性焊条。而E4315属于碱性焊条。众所周知，碱性
焊条对铁锈敏感，焊接时会出现大量的气孔。而酸性焊条对铁锈不敏感，出现气孔的几率比较小。要想用E4315焊接，必须要将焊
46、氢以何种形式熔入焊缝金属的? 氢对焊接质量的影响及控制氢的措施?
答：扩散氢和剩余氢
结构钢焊接时，氢的有害作用分二类：
一类：暂态现象：氢脆和白点
特点：经过时效及热处理之后可消除之
二类：永久现象：气孔、冷裂纹
控制氢的措施：
（1）限制焊接材料中的含H 量
a 、选择含少量或不含H 的材料
b 、↑T 焊材烘焙—↓含水量—↓含H 量
c 、↓大气中的放置时间（烘干后，立即使用）
d 、↓保护气体中的含水量（CO 2焊、Ar 弧焊）
（2）消除焊件和焊丝表面上的杂质、铁锈、油污
（3）冶金处理
a 、药皮和焊剂中加入氟化物CaF 2（常用）
b 、控制焊接材料中的氧化还原势（↑氧化势）↑溶池中含O 量或气相中的氧化性-↓熔池中H 的浓度
c 、药皮和焊芯中加入微量稀土元素(钇) 或稀（碲）散元素：↓↓[H]W
（4）控制焊接规范（有局限性）
（5）焊后脱氢处理：焊后加热焊件，促使氢扩散外逸，从而↓含H 量，对于易产生冷裂纹的焊件缝周围20MM 打磨干净才行。
47、氮以何种形式熔入焊缝金属的? 氮对焊接质量的影响及控制氮的措施?
答：既能溶解氮 ，又能与氮形成氮化物，氮在金属中溶解的反应可表示为 ：N2=2[N] 影响：
（1）N 气孔 高温时溶解度大，温度降低时，溶解度小，这时饱和的N 以气泡的形式向外逸出，V 结晶〉V 逸出，出现于收弧和弧坑处。
（2）低C 钢、低合金钢焊接时[N]WM↑—焊缝金属的强度、硬度↑ 塑性、韧性↓。 措施：
（1）加强保护：防止空气与液体金属作用：气体保护、气一渣联合保护、渣保护
（2）保持焊接工艺参数的稳定，制定合理的焊接规范
a 、↓弧长的波动—↓电压波动、短弧作业
b 、↑Ih —过渡频率f ↑--气相与金属的作用时间↓
（3）采用固氮的方法形成稳定的氮化物—不溶于液态而进入溶池
（4）适当↑焊丝及药皮中C%→↓[N] WM
a 、C 能↓N 在铁中的溶解度
b 、形成CO 、CO2→↓气相中氮的分解
c 、C 氧化引起熔池沸腾—有利于N 的逸出
从目前的经验来看，加强保护是控制N 的最有效的措施，其它办法均有局限性