1.焊縫初生晶體結構有哪些特性？
答：焊接熔池的結晶也遵循一般液態金屬結晶的基本法則：晶核的形成和晶核的生長。當熔池中的液態金屬凝固時，熔合區母材上的半熔融晶粒通常會變成晶核。
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然後晶核吸收周圍液體的原子並生長。由於晶體的生長方向與熱傳導方向相反，因此它也在兩個方向上生長。但由於受到相鄰生長晶體的阻擋，晶體形成具有柱狀形態的晶體，稱為柱狀晶體。
另外，在某些條件下，熔池中的液態金屬在凝固時也會產生自發性晶核。如果向各個方向進行散熱，晶體就會在各個方向上均勻地生長成粒狀晶體。這種晶體稱為等軸晶體。柱狀晶常見於焊接中，在某些條件下，焊接中心也可能出現等軸晶。
2.焊縫二次結晶組織有哪些特性？
答：焊縫金屬的組織。初次結晶後，金屬繼續冷卻到相變溫度以下，金相組織再次改變。例如，焊接低碳鋼時，初晶晶粒均為奧氏體晶粒。當冷卻到相變溫度以下時，奧氏體分解為鐵素體和珠光體，因此二次結晶後的組織大部分為鐵素體和少量珠光體。
但由於焊接冷卻速度較快，所產生的珠光體含量一般大於平衡組織中的含量。冷卻速度越快，珠光體含量越高，鐵素體越少，硬度和強度也增加。，同時塑性和韌性降低。二次結晶後，得到室溫下的實際結構。不同鋼材在不同焊接製程條件下所獲得的焊縫組織是不同的。
3.以低碳鋼為例說明焊縫金屬二次結晶後得到什麼組織？
答：以低塑鋼為例，一次結晶組織為奧氏體，焊接金屬的固態相變過程稱為焊接金屬的二次結晶。二次結晶組織為鐵素體和珠光體。
在低碳鋼的平衡組織中，焊縫金屬的碳含量很低，其組織為粗大柱狀鐵素體加少量珠光體。由於焊縫冷卻速度較高，根據鐵碳相圖，鐵素體無法完全析出。因此，珠光體的含量一般大於光滑組織中的含量。高冷卻速率也會細化晶粒並增加金屬的硬度和強度。由於鐵素體減少，珠光體增加，硬度也會增加，而塑性會下降。
因此，焊縫的最終組織由金屬成分和冷卻條件決定。由於焊接過程的特點，焊縫金屬組織更細小，因此焊縫金屬比鑄造狀態具有更好的組織性能。
4.異種金屬焊接有哪些特色？
答：1）異種金屬焊接的特性主要在於熔敷金屬與焊接處的合金成分有明顯差異。隨著焊接的形狀、母材的厚度、焊條藥皮或焊劑以及保護氣體的類型，焊接熔體都會改變。池行為也不一致，
因此，母材的熔化量也不同，熔敷金屬的化學成分濃度與母材的熔化面積的相互稀釋效應也會改變。可見，異種金屬焊接接頭隨該區域化學成分的不均勻而變化。此程度不僅取決於銲接和填充材料的原始成分，而且還隨不同的焊接工藝而變化。
2）結構的不均勻性。經歷焊接熱循環後，焊接接頭各區域會出現不同的金相組織，這與母材和填充材料的化學成分、焊接方法、焊接程度、焊接工藝和熱處理有關。
3) 性能的不均勻性。由於接頭的化學成分和金屬結構不同，接頭的機械性質也不同。沿接頭各區域的強度、硬度、塑性、韌性等差異很大。焊接處兩側熱影響區的衝擊值甚至相差數倍，高溫下的蠕變極限和持久強度也會因成分和結構的不同而有很大差異。
4）應力場分佈不均勻。異種金屬接頭中的殘餘應力分佈是不均勻的。這主要是由接頭各區域的塑性不同決定的。另外，材料導熱係數的差異會造成焊接熱循環溫度場的變化。各地線膨脹係數差異等因素是應力場分佈不均勻的原因。
5.異種鋼焊接時選擇焊接材料的原則為何？
答：異種鋼焊接材料的選擇原則主要包括以下四點：
1）在焊接接頭不產生裂縫等缺陷的前提下，如果不能考慮焊縫金屬的強度和塑性，應選用塑性較好的焊接材料。
2）異種鋼焊接材料的焊縫金屬性能若僅符合兩種母材之一，則認為符合技術要求。
3）焊接材料應具備良好的製程性能，焊縫形狀美觀。焊接材料經濟且易於購買。
6.珠光體鋼和奧氏體鋼的焊接性如何？
答：珠光體鋼和奧氏體鋼是兩種不同組織和成分的鋼。因此，當這兩種鋼焊接在一起時，焊縫金屬是由兩種不同類型的母材和填充材料熔合而成。這就對這兩種鋼的焊接性提出了以下問題：
1）焊縫的稀釋。由於珠光體鋼含有較低的金元素，因此對整個焊接金屬的合金有稀釋作用。由於珠光體鋼的稀釋作用，焊接中奧氏體形成元素的含量減少。結果，在焊接處可能出現馬氏體組織，使焊接接頭的品質惡化，甚至引起裂縫。
2) 過量層的形成。在焊接熱循環的作用下，熔融母材和填充金屬在熔池邊緣的混合程度不同。在熔池邊緣，液態金屬溫度較低，流動性較差，在液態的停留時間較短。由於珠光體鋼和奧氏體鋼的化學成分存在巨大差異，導致熔融母材和填充金屬在珠光體側熔池邊緣無法很好地熔合。因此，在珠光體鋼一側的焊接中，珠光體母材所佔的比例較大，且越靠近熔合線，母材所佔的比例越大。這形成了焊縫金屬內部成分不同的過渡層。
3) 在熔合區形成擴散層。在這兩類鋼組成的焊接金屬中，由於珠光體鋼含碳量較高，但合金元素較多，但合金元素較少，而奧氏體鋼則相反，因此在珠光體鋼一側的熔合區A兩側碳和碳化物形成元素之間形成濃度差。當接合區長期在高於350-400度的溫度下工作時，熔合區會出現明顯的碳擴散，即從珠光體鋼一側通過熔合區到達奧氏體焊接區。接縫擴散。結果是，在靠近熔融區的珠光體鋼母材上形成脫碳軟化層，並在奧氏體焊縫側產生與脫碳相對應的滲碳層。
4）由於珠光體鋼和奧氏體鋼的物理性質有很大差異，焊接成分也有很大差異，因此此類接頭無法透過熱處理消除焊接應力，只能造成應力的重新分佈。它與相同金屬的焊接有很大不同。
5）延遲開裂。此類異種鋼焊接熔池結晶過程中，既有奧氏體組織，也有鐵素體組織。兩者距離較近，氣體可以擴散，使擴散的氫氣積聚而造成延遲裂縫。
25.選擇鑄鐵補焊方法時應考慮哪些因素？
答：選擇灰鑄鐵焊接方法時，必須考慮以下因素：
1）待焊鑄件的狀況，如鑄件的化學成分、組織和機械性能，鑄件的尺寸、厚度和結構複雜度。
2）鑄件缺陷。焊接前應了解缺陷的類型（裂痕、缺肉、磨損、氣孔、砂眼、澆注不足等）、缺陷的大小、部位的剛度、缺陷產生的原因等。
3）焊後接頭的機械性質、加工性能等焊後品質要求。了解焊縫顏色、密封性能等要求。
4）現場設備條件和經濟性。在確保焊後品質要求的條件下，鑄件焊補最基本的目的是用最簡單的方法、最通用的焊接設備和製程裝備、最低的成本來取得更大的經濟效益。
7.鑄鐵補焊時防止裂痕的措施有哪些？
答：（1）焊接前預熱，焊接後緩冷。焊接前對銲件進行整體或部分預熱，焊後緩冷，不僅可以減少焊接白化的傾向，而且可以減少焊接應力，防止銲接件開裂。。
(2)以電弧冷焊來減少焊接應力，並選擇塑性好的焊接材料，如鎳、銅、鎳銅、高釩鋼等作為填充金屬，使焊縫金屬透過塑性鬆弛應力變形並防止裂痕。、採用小直徑焊條、小電流、間斷焊（斷續焊）、分散焊（跳焊）方法可以減小焊縫與母材的溫差，減少焊接應力，可透過錘擊焊縫來消除。應力並防止裂縫。
(3)其他措施包括調整焊縫金屬的化學成分，降低其脆性溫度範圍；加入稀土元素，增強焊接處的脫硫、脫磷冶金反應；加入強力細化晶粒元素，使焊接結晶。晶粒細化。
在某些情況下，採用加熱來減少焊補區域的應力，也能有效防止裂縫的發生。
8. 什麼是應力集中？造成應力集中的因素有哪些？
答：由於焊接的形狀和焊接的特性，會出現集體形狀的不連續性。當負載時，造成焊接接頭工作應力分佈不均勻，使得局部峰值應力σmax高於平均應力σm。更重要的是，這是應力集中。造成焊接接頭應力集中的原因有很多，其中最重要的是：
(1)焊接處產生的工藝缺陷，如進氣口、夾渣、裂紋和未焊透等，其中以焊接裂紋和未焊透引起的應力集中最為嚴重。
(2)焊縫形狀不合理，如對接焊縫補強過大、角焊縫焊趾過高等。
街道設計不合理。例如街道介面突變，使用覆蓋面板與街道連接等。焊縫佈置不合理也會造成應力集中，如只有店面焊縫的T形接頭。
9.什麼是塑膠損壞，有什麼危害？
答：塑性損傷包括塑性失穩（屈服或顯著塑性變形）和塑性斷裂（邊緣斷裂或延性斷裂）。其過程是焊接結構在載重作用下先發生彈性變形→屈服→塑性變形（塑性失穩）。)→產生微裂紋或微空隙→形成宏觀裂紋→不穩定膨脹→斷裂。
與脆性斷裂相比，塑性破壞危害較小，具體有以下幾種：
(1)屈服後發生不可恢復的塑性變形，導致尺寸要求高的焊接結構報廢。
(2)高韌性、低強度材料製成的壓力容器的失效不是由材料的斷裂韌性控制的，而是由於強度不足而引起塑性失穩失效。
塑性破壞的最終結果是焊接結構失效或發生災難性事故，影響企業生產，造成不必要的傷亡，嚴重影響國家經濟的發展。
10、什麼是脆性斷裂，有什麼危害？
答：通常脆性斷裂是指沿著一定晶面的劈裂離斷裂（包括準解離斷裂）和晶界（晶間）斷裂。
解理斷裂是晶體內部沿著一定晶面分離而形成的斷裂。這是一種晶內骨折。在一定條件下，如低溫、高應變速率和高應力集中，當應力達到一定值時，金屬材料就會發生解理和斷裂。
解理斷裂的產生模型有很多種，其中大部分與位錯理論有關。一般認為，當材料的塑性變形過程受到嚴重阻礙時，材料不能透過變形而是透過分離來適應外應力，從而產生解理裂縫。
金屬中的夾雜物、脆性沉澱物等缺陷對解理裂縫的發生也有重要影響。
脆性斷裂一般在應力不高於結構設計容許應力且沒有明顯塑性變形時發生，並瞬間延伸至整個結構。它具有突然破壞的性質，難以事先發現和預防，因此常常造成人身傷亡。以及巨大的財產損失。
11.焊接裂紋在結構脆性斷裂中扮演什麼角色？
答：在所有缺陷中，裂縫是最危險的。在外載作用下，裂紋前緣附近會發生少量塑性變形，同時尖端會出現一定量的張開位移，使裂紋緩慢發展；
當外載重增大到某一臨界值時，裂紋會高速擴展。此時，如果裂縫位於高拉應力區域，往往會造成整個結構的脆性斷裂。如果擴展的裂縫進入拉應力較低的區域，則有足夠的能量來維持裂縫的進一步擴展，或者裂縫進入韌性更好的材料（或相同材料但溫度更高、韌性增加）並受到阻力較大，無法繼續擴大。此時，裂紋的危險性也相應降低。
12.焊接結構易發生脆性斷裂的原因是？
答：斷裂的原因基本上可以歸納為三個面向：
(一)材質人性化不足
特別是在缺口尖端，材料的微觀變形能力較差。低應力脆性破壞一般發生在較低溫度下，隨著溫度降低，材料的韌性急遽下降。另外，隨著低合金高強度鋼的發展，強度指標不斷提高，而塑性、韌性卻有所下降。大多數情況下，脆性斷裂是從焊接區域開始的，因此焊接和熱影響區韌性不足往往是低應力脆性斷裂的主要原因。
(2)存在微裂紋等缺陷
斷裂總是從缺陷開始，而裂縫是最危險的缺陷。焊接是產生裂縫的主要原因。雖然隨著焊接技術的發展，裂縫基本上可以控制，但要完全避免裂縫仍然很難。
(3)一定的壓力水平
不正確的設計和不良的製造過程是產生焊接殘餘應力的主要原因。因此，對於焊接結構，除了工作應力外，還必須考慮焊接殘餘應力和應力集中，以及組裝不良引起的附加應力。
13.焊接結構設計時應主要考慮哪些因素？
答：主要考慮以下因素：
1）焊接接頭應確保足夠的應力和剛度，以確保足夠長的使用壽命；
2）考慮焊接接頭的工作介質和工作條件，如溫度、腐蝕、振動、疲勞等；
3）對於大型結構件，應盡量減少焊接前預熱和焊接後熱處理的工作量；
4）焊接件不再需要或只需要少量機械加工；
5）焊接工作量可減少至最低限度；
6）盡量減少焊接結構的變形和應力；
7）施工方便，為施工創造良好的勞動條件；
8）盡可能採用新技術和機械化、自動化焊接，提高勞動生產力；9）焊縫易於檢查，確保接頭品質。
14.請描述氣割的基本條件。氧-乙炔焰氣割可以用於銅嗎？為什麼？
答：氣割的基本條件是：
(1)金屬的燃點應低於金屬的熔點。
(2)金屬氧化物的熔點應低於金屬本身的熔點。
(3)金屬在氧氣中燃燒時，必須能放出大量的熱。
(4)金屬的導熱係數要小。
氧乙炔焰氣割不能用於紫銅，因為氧化銅（CuO）產生的熱量很少，而且其導熱性很好（熱量不能集中在切口附近），因此無法進行氣割。
發佈時間：2023年11月6日
