[职业资格类试卷]电焊工中级（焊接缺陷与校验）模拟试卷2及答案与解析.doc

1、电焊工中级（焊接缺陷与校验）模拟试卷 2 及答案与解析一、简述题1 如何减少焊缝金属中的含氧量?2 焊缝金属常用的脱氧方法有哪些?3 焊接电流、电弧电压对埋弧自动焊的焊缝质量有什么影响?4 什么叫做应力集中? 焊缝产生应力集中的原因有哪些?5 为什么说焊缝起头处易出现熔深浅的现象?操作时如何防止?6 如何提高角焊缝的疲劳强度?7 如何提高压力容器焊缝质量?8 焊缝外表缺陷及产生的原因有哪些?9 如何提高焊缝质量?10 什么叫做焊接裂纹?11 什么叫做焊趾裂纹、再热裂纹?12 什么叫做延性断裂?13 低合金高强钢出现冷裂纹的影响因素有哪些?14 防止冷裂纹应采取哪些工艺措施?15 为什么说碱性熔

2、渣比酸性熔渣有较高的抗热裂纹能力?16 为什么珠光体钢与奥氏体钢焊接时。产生延迟裂纹的倾向大?17 钢与铜及铜合金焊接时，产生焊缝裂纹、渗透裂纹的原因有哪些?18 焊接热裂纹、冷裂纹产生的原因有哪些?19 防止再热裂纹产生的措施有哪些?20 裂缝有哪些分类? 产生的原因有哪些 ?21 焊接单相奥氏体不锈钢时如何防止产生热裂纹?22 为什么铝镁合金焊接时形成热裂纹的倾向比纯铝大?23 防止焊接热裂纹的工艺措施有哪些?24 冷裂纹直接试验方法的应用范围有哪些?25 线能量对焊接接头的冷裂纹有哪些影响?26 压力容器焊接防止冷裂纹的措施有哪些?电焊工中级（焊接缺陷与校验）模拟试卷 2 答案与解析一、

3、简述题1 【正确答案】 对焊接区域进行保护、防止空气与熔化金属进行接触是控制焊缝金属中含氧量的重要措施，但是不能根本解决问题，因为氧还可以通过许多其他渠道进入焊缝中，要彻底堵塞这些渠道是不可能的，因此目前只能采取措施，对已进入熔化金属中的氧进行脱氧处理。2 【正确答案】 利用熔渣或焊芯(丝)金属与熔化金属相互作用进行脱氧，是焊缝金属常用的脱氧办法。1)扩散脱氧。当温度下降时，原先熔解于熔池中的 FeO 会不断地向熔渣进行扩散，从而使焊缝中的含氧量下降，这种脱氧方法称为扩散脱氧。如果熔渣中有强酸性氧化物 SiO2、TiO 2 等，它们会与 FeO 生成复合物，其反应式为 SiO2+FeOFeO.

4、SiO 2； TiO2+FeOFeO.FiO 2 反应的结果使熔渣中的自由 FeO 减少，这就使熔池金属中的 Fe0 不断地向渣中扩散，焊缝金属中的含量因此得以减少。酸性熔渣(如焊条 J422、焊剂 HJK431 熔化所成的熔渣)中含有较多量的SiO2、TiO ，所以其脱氧方法主要是扩散脱氧。但是在焊接条件下，由于熔池冷却速度快，熔渣和液体金属相互作用的时间短，扩散脱氧进行得很不充分，因此用酸性焊条(剂) 焊成的焊缝，其含氧量还比较高，焊缝金属的塑性和韧性也比较低。2)用脱氧剂脱氧。在焊芯、药皮或焊丝中加入某种元素，使它本身在焊接过程中被氧化，从而保证被焊金属及其合金元素不被氧化或已被氧化的金

5、属还原出来，这种用来脱氧的元素称为脱氧剂。常用的脱氧剂有碳、锰、硅、钛和铝。碱性焊条的脱氧剂以铁合金的形式加入到药皮中去，如锰铁、硅铁等。埋弧焊常采用合金焊丝，如H08MnA、H10MnSi 等。用脱氧剂脱氧的效果比扩散脱氧好得多，所以用碱性焊条施焊的焊缝，其含氧量比用酸性焊条施焊时要低，塑性、韧性相应得到提高，因此碱性焊条常用来焊合金钢及重要的焊接结构。3 【正确答案】 焊接电流是决定熔深的主要因素，增大电流能提高生产率，但在一定焊速下，焊接电流过大会使热影响区过大，易产生焊瘤及焊件被烧穿等缺陷；若电流过小，则熔深不足，产生熔合不好、未焊透、夹渣等缺陷，并使焊缝成形变坏。焊接电压是决定熔宽的

6、主要因素，焊接电压过大时，焊剂熔化量增加，电弧不稳，严重时会产生咬边和气孔等缺陷。当其他参数不变时，增加焊接电流，焊缝熔深和余高会随之增加，而熔宽几乎不变；当焊接电流很大时，由于熔深大而熔宽变化不大，焊缝易产生气孔、夹渣和裂纹等缺陷；在增加焊接电流时，必须相应地提高电弧电压，才能保证焊缝形状和提高焊接质量。4 【正确答案】 由于焊缝的形状和焊缝布置的不同，焊接接头工作应力的分布是不均匀的。局部地区其最大应力值比平均应力值高，这种情况称为应力集中。产生的原因是：焊缝中工艺缺陷，焊缝外形不合理，焊接接头设计不合理。5 【正确答案】 焊缝的起头就是指刚开始焊接的部分，在一般情况下这部分焊缝略高些，这

7、是因为焊件在未焊之前温度较低，而引弧后又不能迅速使这部分金属温度升高，所以起头部分的熔深程度较浅。为了减少这种现象的产生，应该在引弧后先将电弧稍微拉长，对焊缝端头进行必要的预热，然后适当缩短电弧长度进行正常的焊接。6 【正确答案】 角接头承载能力低，一般不单独使用，只有在焊透时，或在内外均有角焊缝时才有所改善，多用于封闭形结构的拐角处。由于角焊缝向基本金属过渡处有明显的截面变化，所以应力集中较大，疲劳强度较低。为了提高角焊缝的疲劳强度，需采取综合措施，如机械加工焊缝端部、合理选择角接板形状、开坡口深熔焊、采用电弧整形等。试验证实，采取这些措施后，低碳素钢接头处的疲劳强度能提高 313 倍。7

8、【正确答案】 提高压力容器焊缝质量的措施有：使用符合设计要求的钢材；在焊接以前对主要受压元件的焊缝必须进行焊接工艺评定，合格后方能进行生产；凡是受压元件的焊缝必须经劳动部门考试合格的电焊工焊接，并且只能焊接与考试合格项目相对的焊缝；二类、三类压力容器的受压焊缝必须用碱性低氢型焊条进行焊接，焊条焊前应按规范进行烘干，并在焊接时使用焊条保温筒；电焊工必须按图样、工艺、标准进行焊接；需要预热或焊后热处理的焊件，必须按规定进行；焊缝有缺陷需返修补焊时，应该按有关工艺文件的规定进行。8 【正确答案】 焊缝外表缺陷及产生原因有：咬边。操作工艺不当，焊接规范选择不正确；满溢。主要是坡口边缘污物未清理干净，电

9、流过大，焊条金属熔化，而母材没有得到充分熔化；焊瘤。主要是工作装配间隙太大，电流过大，以及焊接速度太慢；内凹。对于管子的吊焊，气焊时由于焊丝顶托熔池的力不够，造成熔化金属向下坠，电焊时由于焊条伸进坡口不够造成；过烧。焊接速度太慢，焊具在某处的停留时间太长，气焊时不恰当的选用氧化焰等。9 【正确答案】 焊接从母材和焊条熔化到熔池的形成、停留、结晶，其过程发生了许多的冶金化学反应，这样就影响了焊缝的化学成分、组织、力学性能(强度、硬度、韧性和疲劳极限)、物理和化学性能，因此，焊缝的质量好坏关系到焊件的质量好坏，会影响到焊件的使用性能。(1)氧化；熔池的体积很小，受电弧加热升温很快，温度可达 200

10、0或更高。在高温下氧气发生分解，成为氧原子，这样，其化学性质非常活泼，容易与金属和碳发生氧化反应，形成大量的金属氧化物和非金属氧化物，反应方程式如下：Fe+OFeOMn+OMnO；Si+20SiO 22Cr+30Cr 2O3；C+OCO 这样，Fe、Mn、Si 、C 等元素大量烧损，使焊缝金属含氧量增加，焊缝力学性能大大下降(如低温冲击韧性明显下降，引起冷脆，使得焊件在低温条件下的安全性降低)。当焊缝凝固冷却后，FeO 转变为 Fe3O4，它使焊缝金属的屈服极限、冲击韧度、疲劳极限。SiO 2、MnO 如果没有充足的时间上浮，则成为夹杂物。CO 如果没有析出，则成为焊缝中的气孔。这些夹杂物和气

11、孔都会降低焊缝的性能。焊接高碳钢和铸铁时容易发生 CO 气孔。焊接灰口铸铁时，由于碳、硅的烧损，冷却快，焊缝会成为硬脆的白口组织。(2)熔池吸气 1)吸氮。由于受到高温的影响，氮气也要发生分解，形成氮原子，溶于液态金属中，在冷却过程中要发生相变(奥氏体转变为铁素体)，氮在固溶体中的溶解度发生突降，最后以 Fe4N 析出，由于 Fe4N 呈片状夹杂物，虽然使得焊缝金属的硬度增高，但塑性下降。2)吸氢。焊接接头表面附着的油、铁锈所含水分、焊条药皮中配用的有机物等，经高温分解产生氢，氢以原子的形式被液态金属所吸收。当温度降低时，过饱和的氢将从液态金属中析出，成为气孔。当焊缝凝固至室温时，过饱和氢原子

12、扩散到微孔中结合成氢分子。在微孔中氢的压力逐渐增大，使焊缝产生裂纹，高碳钢和合金钢容易产生氢裂。(3)焊接应力；由于焊缝不能自由收缩而引起焊接应力，焊接应力可以引起变形，降低结构的承载能力，引发焊接裂纹，甚至造成结构脆断。为了保证焊接质量，在焊接过程中，通常采取下列措施：1)脱氧及渗合金。为了补偿烧损的合金，提高焊缝的力学性能和物理化学性能，在焊条药皮中加入锰铁合金等进行脱氧、脱硫、脱磷、去氢、渗合金等，从而保证焊缝的性能。 Mn+FeOMnO+FeSi+2FeOSiO 2+2Fe； MnO+FeSMnS+FeOCaO+FeSCaS+FeO； 2Fe 3P+5FeOP 2O5+11Fe 生成的

13、MnS、CaS、硅酸盐(MnO.SiO 2)和稳定的复合物(CaO) 3.P2O5 不溶于金属，进入焊渣，最终被清理掉。2)焊前进行清理。对坡口以及焊缝两侧的油、锈及其他杂物进行清理。对焊条、焊剂进行烘干，可降低吸氢现象。3)合理的焊接顺序和焊接方向。先焊收缩量大的焊缝，以保证焊缝能够自由收缩。拼板时，先焊错开的短焊缝，后焊通直的长焊缝。另外，焊前预热、焊后锤击焊缝金属，使之延伸，可以减少焊接应力。4) 形成保护气体( 如 CO2、氩气等)，限制空气侵入。 5)控制电弧长度，因为电弧越长，侵入的氧越多。6)对于重要的焊接结构，若焊接接头的组织和性能不能满足要求时，可采取焊后热处理(退火、回火、

14、淬火)改善焊接接头的组织和性能，同时也可以消除或减少焊接应力。通过以上措施，可以提高焊缝的质量，同时也使得焊件的质量得到保证。10 【正确答案】 焊接裂纹就是在焊接应力及其他致脆因素的共同作用下，焊接接头局部地区的金属原子结合力遭到破坏后形成的新界面而产生的缝隙称为裂纹。裂纹分为热裂纹和冷裂纹。1)热裂纹。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所产生的焊接裂纹称为热裂纹。2)冷裂纹。焊接接头冷却到较低温度下(对于钢来说在 Ms 温度以下)时产生的焊接裂纹称为冷裂纹。焊后几小时、几天后在室温时产生的裂纹称为延迟裂纹。11 【正确答案】 沿应力集中的焊缝根部所形成的焊接冷裂纹称为焊

15、趾裂纹。焊后焊件在一定的温度范围内再次加热(消除应力热处理或其他加热过程)而产生的裂纹称为再热裂纹。12 【正确答案】 延性断裂的过程是，结构在载荷作用下，首先发生弹性变形。当载荷继续增加到某一数值时，材料就发生屈服，产生塑性变形。继续加大载荷，金属将进一步变形，继而发生微裂纹，这些微裂口或微空隙一经形成，便在随后的加载过程中逐步汇合起来，形成宏观裂纹。宏观裂纹发展到一定尺寸后，经扩展而导致最终断裂。13 【正确答案】 随含碳量和合金元素的增加，产生冷裂纹的敏感性增加。产生冷裂纹的三要素是：焊接接头中产生淬硬的马氏体组织； 焊接接头中扩散氢含量高；焊接接头中有较高的残余应力。14 【正确答案】

16、 防止冷裂纹要采取的工艺措施有：建立低氢的焊接环境；制定合理的焊接工艺和焊接顺序：焊接方法的选择，焊接热输入量的选定，焊接顺序的制定；焊前进行预热和控制层间温度 (100150 )；焊后立即进行消氢处理(300 400、2h)；焊后应进行热处理(600650 、2h)。15 【正确答案】 硫、磷是形成热裂纹的两个有害元素，在相同硫、磷含量条件下，碱性熔渣具有较高的脱硫脱磷能力，所以碱性熔渣比酸性熔渣有较高的抗热裂纹能力。16 【正确答案】 因为奥氏体钢与珠光体钢焊接时，其焊接熔池在结晶过程中，既有奥氏体组织又有铁素体组织，而氢在两者中的溶解度又不相同，所以气体可以进行扩散，使扩散氢得以聚集，为

17、产生延迟裂纹创造了条件。故此类异种钢接头的延迟裂纹倾向较大。17 【正确答案】 钢与铜及铜合金焊接时，产生焊缝裂纹的原因是：由于钢与铜的线膨胀系数和导热系数相差较大，因此，焊接应力较大；热裂纹倾向大。钢与铜及铜合金焊接时，产生渗透裂纹的原因是：液态铜及铜合金对钢的渗透作用；由于钢与铜及铜合金的线膨胀系数和导热系数相差较大，因此，焊接时将产生较大的拉伸应力。18 【正确答案】 热裂纹的产生是由于熔池冷却结晶时受到的拉应力作用和凝固时低熔点共晶体形成的液态薄层共同作用的结果。焊接接头存在淬硬组织、扩散氢存在和局部浓集、存在较大的焊接拉伸应力是冷裂纹产生的主要原因，因为焊材本身具有较大的淬硬倾向，焊

18、接熔池中溶解了大量的氢以及焊接接头在焊接过程中产生了较大的拘束应力。19 【正确答案】 防止再热裂纹产生的措施有：控制母材中铬、钼、钒等合金元素的含量，减少结构钢焊接残余应力，在焊接过程中采取减少焊接应力的工艺措施。20 【正确答案】 裂缝分类及产生的原因如下：1)刚性裂缝。往往在焊接当中发现焊缝通身的纵裂缝，主要是在焊接时产生的应力造成的。在下列情况下焊接应力很大：被焊结构刚性大；焊接电流大，焊接速度快；焊缝金属的冷却速度太快。因而在上述的情况下很容易产生纵向的长裂缝。解决办法是：采用合理的焊接次序或者在可能的情况下预热工件，减低结构的刚性。特厚板和刚性很大的结构应采用低氢型焊条，使用合适的

19、电流和焊速。2)硫元素造成的裂缝。被焊母材的碳和硫高或偏析大时容易产生裂缝。解决办法是：将焊件预热，或用低氢型焊条。3)毛隙裂缝。毛隙裂缝是在焊敷金属内部发生，不发展到外部的毛状微细裂缝，是焊敷金属受急速冷却而脆化，局部发生应力及氢气的影响。对此的防止方法是：使焊件的冷却速度缓慢些，可能的条件下对焊件进行预热，或者使用低氢型焊条可得到解决。21 【正确答案】 单相奥氏体不锈钢如 0Cr25Ni20 焊接时的热裂倾向比 1Crl8Ni9Ti不锈钢要大得多，特别是在根部打底焊道以及弧坑处最易产生热裂纹。但是这类钢不能依靠加入少量铁素体来提高抗裂性。因为要在焊缝中形成铁素体，势必加入大量铁素体形成元

20、素，这就使焊缝的成分和性能与母材相差太大，以致不能满足接头的使用要求。此外，更多的铁素体还会使接头脆化。焊接单相奥氏体钢时防止产生热裂纹的主要措施如下：1)适当提高含碳量，使焊缝中形成一定数量的碳化物，与奥氏体组织成双相组织。通常认为，碳是引起热裂纹的主要元素，特别是在 188型钢焊缝中，当碳的质量分数从 006008增加到 012014时，热裂倾向显著增加；如果继续增高到 018020时，热裂倾向就更大。因此对于 188 型不锈钢，总是力求降低焊缝中的含碳量，以保证足够的抗裂性能。但是在单相奥氏体不锈钢中，由于含碳量比较高，已经高到足以引起热裂纹的程度，要限制它的含量已不可能。这时如果再提高

21、碳的含量，使焊缝中保持适量的碳化物共晶，由于这种共晶物的熔点低、流动性好，在熔池结晶过程中呈弥散分布，可以细化奥氏体晶粒，并在熔池金属发生收缩和晶间薄层被拉断的瞬间及时填充到晶间的空隙中去，使裂纹不致产生。2)在焊缝中加人适量的 Mn、：Mo 金属元素，可提高抗热裂性，对于 2520 型、1536 型等单相奥氏体不锈钢种，可加入质量分数为 6一 7的 Mn 或 25的 Mo。又例如，OCr25Ni 2OMo2 型的焊条A412，就有质量分数为 2一 3的 Mo。3)严格控制焊缝金属中 S、P 等有害杂质的含量。例如，焊接 2520 型铸钢件时，如果用与母材成分相同的焊条或焊丝，只要焊缝中 P

22、的质量分数不超过 0015，不再采取其他措施，就能有效地防止裂纹。22 【正确答案】 铝镁合金焊接时热裂纹的倾向比纯铝犬，这是因为铝镁合金的共晶比纯铝的熔点低，且结晶温度区间较宽。而纯铝只有含较多杂质且工件较厚时才会产生热裂纹。23 【正确答案】 防止焊接热裂纹的措施有：控制焊接原材料中 C、S、P 的含量；焊前对焊件整体或局部进行预热； 采用碱性焊条和碱性焊剂； 控制焊缝的成形系数不应太大；不能采用过大的电流； 减小结构刚性、降低焊接应力；采用收弧板。24 【正确答案】 冷裂纹直接试验方法的应用范围有：斜 Y 形坡口焊接裂纹试验方法适用于碳素钢和低合金结构钢焊接热影响区的冷裂敏感性，以及焊条

23、和母材金属组合的冷裂倾向。试验裂纹多出现于焊根尖角处的热影响区内；搭接接头(CTS)焊接裂纹试验方法适用于低合金结构钢搭接接头焊接热影响区由于马氏体转变而引起的裂纹试验；插销式试验主要用来评定钢材氢致延迟裂纹中的焊根裂纹。25 【正确答案】 调节线能量主要是用来调整焊接接头冷却过程中的时间，线能量大，冷却时间长，这样可以避免淬硬组织，也有利于氢的逸出。但线能量过大时，在热影响区内可能产生过热组织，使晶粒粗大，影响抗裂性能。26 【正确答案】 压力容器焊接防止冷裂纹的措施有：选用低氢型焊条，并按规定严格进行烘干，仔细清理坡口及其两侧的油、锈及水分，以减少带进焊缝中氢的含量；选择适合的焊接工艺，正确选择焊接工艺参数，通过预热、缓冷、保持层间温度、后热以及焊后热处理等措施，以改善焊缝及热影响区的组织；改善结构的应力状态，采用正确合理的焊接顺序和方法，以降低焊接应力。