焊接冶金学（基本原理）习题绪论1.试述焊接、钎焊和粘接在本质上有何区别？2.怎样才能实现焊接，应有什么外界条件？3.能实现焊接的能源大致哪几种？它们各自的特点是什么？4.焊接电弧加热区的特点及其热分布？5.焊接接头的形成及其经历的过程，它们对焊接质量有何影响？6.试述提高焊缝金属强韧性的途径？7.什么是焊接，其物理本质是什么？8.焊接冶金研究的内容有哪些第一章焊接化学冶金1.焊接化学冶金与炼钢相比，在原材料方面和反应条件方面主要有哪些不同？2.调控焊缝化学成分有哪两种手段？它们怎样影响焊缝化学成分？3.焊接区内气体的主要来源是什么？它们是怎样产生的？4为什么电弧焊时熔化金属的含氮量高于它的正常溶解度？5.氮对焊接质量有哪些影响？控制焊缝含氮量的主要措施是什么？6.手弧焊时，氢通过哪些途径向液态铁中溶解？写出溶解反应及规律？7.氢对焊接质量有哪些影响？8既然随着碱度的增加水蒸气在熔渣中的溶解度增大，为什么在低氢型焊条熔敷金属中的含氢量反而比酸性焊条少？9. 综合分析各种因素对手工电弧焊时焊缝含氢量的影响。
10.今欲制造超低氢焊条（[H]<1cm3/100g）,问设计药皮配方时应采取什么措施？11. 氧对焊接质量有哪些影响？应采取什么措施减少焊缝含氧量？12.保护焊焊接低合金钢时，应采用什么焊丝？为什么？13.在焊接过程中熔渣起哪些作用？设计焊条、焊剂时应主要调控熔渣的哪些物化性质？为什么？14.测得熔渣的化学成分为：CaO41.94%、28.34%、23.76%、FeO5.78%、7.23%、3.57%、MnO3.74%、4.25%，计算熔渣的碱度和，并判断该渣的酸碱性。
15.已知在碱性渣和酸性渣中各含有15%的FeO，熔池的平均温度为1700℃，问在该温度下平衡时分配到熔池中的FeO量各为多少？为什么在两种情况下分配到熔池中的FeO量不同？为什么焊缝中实际含FeO量远小于平衡时的含量？16.既然熔渣的碱度越高，其中的自由氧越多，为什么碱性焊条焊缝含氧量比酸性焊条焊缝含氧量低？17.为什么焊接高铝钢时，即使焊条药皮中不含，只是由于用水玻璃作粘结剂，焊缝还会严重增硅？18. 综合分析熔渣中的CaF2在焊接化学冶金过程是所起的作用。
19.综合分析熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡的影响。
20.什么是焊接化学冶金过程，手工电弧焊冶金过程分几个阶段，各阶段反应条件有何不同，主要进行哪些物理化学反应？21.什么是熔合比，其影响因素有哪些，研究熔合比在实际生产中有什么意义？22.解释名词：药皮重量系数、焊剂的熔化率、扩散氢、剩余氢23.试分析氢的溶解机制及对焊接质量的影响，如何控制？24.试分析氮的溶解机制及对焊接质量的影响，如何控制？25.试分析氧的溶解机制及对焊接质量的影响，如何控制？26. Mn,Si脱氧剂分别适合什么渣脱氧，怎样配比效果较好？27.焊接熔渣的作用有哪些28.焊接熔渣有几种，都有何特点？29.试述合金化的目的，方式及过渡系数的影响因素。
30.说明S,P对焊接质量的影响，如何控制？31.试分析熔滴过渡特性对焊接冶金反应的影响。
32.分析说明温度及熔渣性质对扩散氧化及扩散脱氧的影响。
33.如何理解焊接化学冶金平衡问题？34.为什么酸性焊条用锰铁作为脱氧剂，而碱性焊条用硅铁、锰铁和钛铁作为脱氧剂？35.脱氧和合金过渡有何区别和联系？选择脱氧剂和合金剂各应遵循什么原则？第二章焊接材料1.焊条的工艺性能包括哪些方面?2.综合分析碱性焊条药皮中CaF2的作用及对焊缝的性能的影响。
3.在酸性焊条药皮中，加入碱金属氧化物和碱土金属氧化物对于溶渣的粘度有何影响？为什么？4.试分析低氢型碱性焊条降低发尘量及毒性的主要途径。
5.试对比分析酸性焊条及碱性焊条的工艺性能、冶金性能和焊缝金属的力学性能6.低氢型焊条为什么对于铁锈、油污、水份很敏感？7.埋弧焊时如何考虑焊丝与焊剂匹配？9.药芯焊丝的焊接冶金特点是什么？10.焊条药皮的作用有哪些？11.综合比较J422和J507焊条的工艺性能与冶金性能？12.试说明焊条的选用原则。
13.焊条配方设计有哪几种？14.焊剂的作用有哪些？15.为了解决低氢焊条引弧点的气孔问题，一般采取什么措施？说明之。
第三章熔池凝固和焊缝固态相变1.焊接溶池凝固与一般铸锭凝固有何不同的特点?2.试述熔池的结晶线速度与焊接速度的关系.3.简述熔池的结晶形态,并分析结晶速度、温度梯度和浓度对结晶形态的影响。
4.分析焊缝和熔合区的化学不均匀性，为什么会形成这种不均匀性?5.试述低合金钢焊缝固态相变的特点，根据组织特征如何获得有益组织和避免有害组织?6.分析粒状贝氏体Bg和M-A组元的形成原因及其对焊缝性能的影响。
7.试述氢气和CO气孔的形成原因、特征及如何防止。
8.用一分为二的观点分析夹杂物对焊缝金属性能的影响。
9.分析微量元素(Mo、Nb、Ti、B、V、稀土等)对焊缝性能的影响，并考虑它们之间的相互作用及分析原因。
10.某厂用E5015焊条焊接时，在引弧和弧坑处产生气孔，分析其有原因，并提出解决方法11.如16Mn母材中含有高的S、P应如何保证焊缝金属韧性？12．设在厚大焊件上进行快速堆焊，工艺参数为q=4kj/s,v=1cm/s,求在Z=0的平面上，y=0.2cm处晶粒长大的平均速度（已知λ=0.42j/(cm.s.℃),a=0.1cm2/s,T m=1500℃）,a=0.1cm2/s,T m=1500℃).13.分析有效功率q.焊速v和导热系数λ对晶粒成长平均线速度的方向和数值的影响，如何利用所得规律来调整来调整焊缝的结晶组织？14.利用结晶过程中，熔池相界面液相中溶质的C l计算公式：C l=C0(1+(1-k0/k0)e-RX/DL)讨论液相中溶质的初始浓度C0结晶速度R、固液两相溶质浓度的分配系数K0和溶质扩散系数D l对结晶前沿液相中X距离溶质浓度分布的影响。
15.如气泡半径为r、气体与液体之间的相界张力为δ，求证所产生的附加力p=2δ/r。
16.如熔池金属处于1500℃时，气泡内气体与液态金属之间的相界张力δ=1350*10-5N/cm2，气泡半径r=5*10-6cm,求此时的附加压力p,并对计算结果进行分析。
17.用H08A焊丝和HJ431焊剂埋弧自动焊接沸腾钢时，虽经仔细除锈但还经常出现气孔，试分析其原因，应采取何种措施防止气孔。
18.某厂焊接带锈低碳钢板，采用“结423”焊条时一般不出气孔，但采用E4315焊条时总是出现气孔，试分析其原因。
19.某厂用E5015焊条焊接时，在引弧和弧坑处产生气孔，分析其原因，并提出解决办法。
20.如16M n母材中含有较高的S、P，应如何保证焊缝金属的韧性？21.说明熔池凝固条件及其特点。
22.什么是联生结晶，焊接条件下，为什么容易得到柱状晶？23.试述熔池在结晶过程中，晶粒成长方向与晶粒主轴成长的线速度和焊接速度的关系。
24.焊缝的偏析有几种，产生原因是什么？25.焊缝金属二次结晶组织形态有几种，为什么会出现这样的组织形态？26.说明改善焊缝组织的方法及其原理。
27.夹杂是怎样产生的，对焊缝性能有何影响？如何消除？28.试分析说明气孔产生的机理。
29.氢气孔，一氧化碳气孔产生的原因有什么不同，如何控制？30.高速焊接与慢速焊接，对焊缝形状与凝固结构形态有何不同影响？（提示：联系温度场特性与成分过冷现象）。
31.焊缝中有几种形式的偏析。
为减少硫偏析，应如何控制焊缝中的C，M n，S？32.在母材杂质（如S，P）或碳量偏高时，如何保证焊缝金属的韧性。
（提示：从减少熔合比着眼）。
33.在接头尺寸形状一定时，且焊接材料已选定，为保证焊缝的韧性，应如何控制线能量？34.能否允许采用低碳钢或低合金钢焊条（如J507）来焊接碳钢和不锈钢的异种钢接头，为什么？35.低合金高强钢焊接时，为防止主生冷裂纹，采用和，奥氏体钢焊条有一定好处（详见第五章）。
由于坡口根部焊道最易主生冷裂纹，为节省贵重的奥氏体钢焊条，只在根部焊道焊接时用奥氏体钢焊条，以后各层焊道仍然采用低合金金刚焊条。
试分析，这种工艺措施是否可取，为什么？第四章焊接热影响区组织和性能1、焊接热循环对被焊金属近缝区的组织、性能有何影响？2、低合金钢焊接时，HAZ粗晶区奥氏体的均质化程度对冷却时相变有何影响？3、探讨低合金钢焊接HAZ受应力应变时对相变的影响4、焊接条件下组织转变与热处理条件下组织转变有何不同？5、建立低合金钢HAZ最大硬度计算公式有可意义？6、何谓HAZ的热应变时脆性？在焊接工艺上如何防止？7.如何提高焊接HAZ的韧化？在焊接工艺上如何防止？8.何谓“组织遗传”？受哪些因素影响？如何改善？9.中碳调质钢焊接HAZ软化的机制？应如何改善和控制？10、从传热学的角度说明临界板厚δcr概念？某16M N钢焊件，采用手工电弧焊，线能量E=15KJ/cm，δcr=？11、在相同条件下焊接45钢和40C R钢，哪一种钢的近缝区淬硬倾向大？为什么？12、建立焊接条件下CCT图有何重要意义。
13、已知16M N钢SHCCT图（见图4-23）拟使过热区得到5%F、86%B、9%M、其硬度约为305HV、问此时t8/5就为多少？14、手工电弧焊接厚12MM的14M N M O N B B钢，焊接线能量E=2KJ/CM，预热温度为50℃,T形接头：（1）求t8/5及t8/6；（2）估计在该焊接条件下过热区各种组织的百分比和硬度值，并判断冷裂纹敏感性如何？15、影响焊接HAZ最大硬度H MAX的因素是什么？怎样利用H MAX来判断HAZ的组织和性能？它有什么优缺点？16、中碳调质钢焊接HAZ转化的机制？它如何改善？17、焊接低碳调质钢（C<0.18%）和中碳调质钢，在选择焊接线能量时应遵循什么原则？18、某厂制造大型压力容器，钢材为14M N M O VN钢，壁厚36MM，采用手弧焊：（1）计算碳当量及HAZ最大硬度H max(t8/5=4s)（2）根据H max来判断是否应预热？（3）如何把H max降至350HV以下？19、为什么15MT i比16M n对过热敏感，也就是在线能量选择上，对于15MT i须限制更严，试从化学成分的特点进行解释。
（提示：考虑强化方式）20、均为热轧态的16M N与15M N V、在焊接线能量的选择上是否相同，为什么？21、35号钢焊接时，t8/5对过热区韧性的影响如何，请画出示意图，并作解释。
（提示：考虑晶粒度和硬度变化。
）22、35号钢焊接时是否需要预热，为什么？23、同一15M N VN钢，一批含碳量为上限（0.20%），一批含碳量为0.16%，两者的晶粒粗化倾向及硬化倾向是否不同，为什么？（提示：考虑沉淀相性质及碳当量）24、超低碳HSLA钢的HAZ是否容易于产生M-A组元，对焊接线能量的大小是否敏感？（答：线能量大小无影响。