200.多层多道焊为什么可以提高焊缝金属的塑性?
答:多层多道焊可以提高焊缝金属的质量,特别是塑性,这是因为后层(道)焊缝对前层(道)焊缝具有热处理的作用,相当于对前层(道)焊缝进行了一次正火处理,因而改善了二次组织。对最后一道焊缝,可在其焊缝上再施焊一条退火焊道。有的工厂,当焊接接头的弯曲试样试验不合格时,采取改变原来的焊接工艺参数的措施,将单层焊缝改成多层焊缝,用小电流进行快速施焊,对提高弯曲试样的试验合格率(塑性指标)有一定效果。
应当指出,多层多道焊对提高手弧焊的质量效果较好。埋弧焊时,由于每层焊道厚度可达6~10mm,但次一层焊缝的热作用只达3~4mm,所以热处理效果较差。
201.什么是层间温度?如何正确选择层间温度?
答:对焊件进行多层多道焊时,当焊接后道焊逢时,前道焊缝的最低温度,称为层间温度。对于要求预热焊接的材料,当需要进行多层焊时,其层间温度应等于或略高于预热温度,如层间温度低于预热温度,应重新进行预热。
焊接奥低体不锈钢时,为保持焊接接头有较高的耐蚀性,需要有较快的冷却速度,因此此时需要控制较低的层间温度,即在前道焊缝冷却到较低温度时,再进行后道焊缝的焊接。
202.什么是焊接影响区?它有什么特性?
答:焊接(或切割)过程中,紧靠焊缝的母材因受热影响(但未熔化)而发生金相组织力学性能变化的区域称为焊接热影响区。
熔焊时,焊接接头由两个相互联系、而其组织和性能又有区别的两个部分,即焊缝区和热影响区所组成。实践表明,焊接接头的质量不仅决定于焊缝区,并且在相当程度上还决定于热影响区,有时热影响区存在的问题比焊缝区还要复杂,特别是合金钢焊接时更是如此。所以,研究、掌握热影响区在焊接过程中组织和性能的变化,有着十分重要的意义。
203.试述固态无组织转变材料的焊接热影响区特点。
答:固态无组织转变的纯金属(如A1、Cu、Ni、MoTW等)以及单相固溶体合金(如Zn的质量分数<39%的α黄铜,Ni-Cu合金以及超低碳铬镍奥氏体不锈钢和超低碳高铬纯铁素体不锈钢等)在加热和冷却时都不会发生组织转变,因此其焊接热影响区非常简单,只有过热区和再结晶区(母材焊前为冷轧状态)两个区段。
⑴过热区由于这类材料在冷却过程中没有任何组织转变,因此加热过程中长大了的晶粒在冷却过程中不会有组织转变引起的重结晶细化作用,所以过热区内的晶粒长得十分粗大,并且无法通过热处理(如钢材的正火处理)来进行细化。过热区内材料的塑性和韧性很差,为此应该采用小线能量进行焊接,并且要尽量防止在同一部位进行重复焊接,以免晶粒越长越大。
⑵再结晶区如母材焊前处于冷轧状态,焊后过热区和母材之间存在着一个具有较细晶粒的再结晶区。但在再结晶区中,由于冷轧状态的母材组织发生了再结晶,原先冷轧过程中的冷作硬化效应完全消失,因此强度降低但塑性得到了改善。
如果母材焊前是处于热轧状态或冷轧后的退火状态,则焊后热影响区无再结晶区。
204.试述固态有同素异构转变的纯金属或单相合金的焊接热影响区特点。
答:Fe、Mn、Ti、Co等金属属于固态有同素异构转变的纯金属以及以这些金属为基能形成有同素异构转变的单相合金,其焊接热影响区可分成过热区、重结晶区、不完全重结晶区(单相合金)和再结晶区几个区段。
其特别是除了23例题中所讲过的过热区和再结晶区外,还有一个由同素异构转变引起的重结晶区,这一区位于过热区和再结晶区之间,其组织特征为由重结晶组织转变而引起的晶粒细化,即相当于钢材进行正火处理后所得到的细晶组织,这一区段的冲击韧性较高。如果母材是单相合金,如α-Ti和纯Ti相比较,在固态下都只有一个α、β的同素异构转变,它们在高温时均为β相,低温时均为α相,所不同之处是纯金属的同素异构转变是在某一固定温度下进行的,而单相合金的同素异构转变是在某一温度范围内进行的,因此其热影响区的重结晶区还可进一步分为重结晶区Ⅱ和不完全重结晶区Ⅱ′两部分。
此外,有些具有同素异构转变的纯金属,如Ti和Co等、单相合金如α-Ti,在快速冷却条件下会产生马氏体转变,如纯Ti和α-Ti合金,快速冷却时在焊接热影响区都能发现β→α′转变,α′称为钛马氏体。
205.异种钢焊接时焊接材料选择的一般原则是什么?
答:1碳素钢与普低碳钢焊接或异种钢焊接时,焊接材料的选择一般采用低匹配;2低碳钢与不锈钢的焊接,一般选用不锈钢焊条;3异种珠光体钢焊接时,焊接材料的选择一般采用低匹配;4珠光体钢与镍铬奥氏体钢焊接时,可选用含镍量较高的奥氏体钢焊条或选用镍基焊条,能有效防止碳扩散,减少热裂纹倾向。
206.碳素钢与奥氏体不锈钢焊接的一般原则是什么?
答:1选择焊接规范时,为减少熔合比,一般宜选用小的焊条直径、小电流、快速施焊工艺;若碳素钢的淬硬倾向较大时,可进行预热;正确的选择接头形式和坡口尺寸,以减少熔合比。
207.碳钢与铁素体不锈钢焊接工艺要点有哪些?
答:1焊接材料常采用奥氏体不锈钢焊条或焊丝;2焊前一般都需低温预热,其温度为100~150℃,以减少裂纹倾向;焊后进行750~800℃的退火处理,以改善接头韧性;3在焊接过程中,要加强对溶池的保护,减少焊缝金属中C,N,O的含量;4焊接时应当选择小直径焊条;多层焊时要严格控制层间温度。
208.珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时焊接材料的选择原则是什么?
答:1焊接材料能克服珠光体对焊缝的稀释作用;2焊接材料能抑制融合区中碳的扩散;能改变接头应力分布状;3能提高焊缝金属抗热裂性能。
209.珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接工艺要点是什么?
答:1选择焊接规范时,应设法降低熔合比;2尽量采用小的焊接线能量;3焊接时应预热,预热温度比单独同类珠光体钢时要低些。
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