1、焊工中级（焊接接头的热处理）模拟试卷 1 及答案与解析一、问答题1 什么叫热处理?2 什么叫焊接热处理?3 焊接热处理包括哪些主要工艺?4 什么叫预热?5 焊前预热的主要作用是什么?6 什么叫后热?7 是否可将后热作为最终的焊后热处理?8 对有冷裂纹倾向的钢进行后热时，有何要求?9 对后热处理的加热宽度有何要求?10 什么叫焊后热处理?11 焊后热处理有何作用?12 焊后热处理规范中包括哪些主要规范参数?13 焊接接头的焊后热处理工艺有哪几种?14 什么叫正火? 它的目的是什么 ?15 什么叫退火? 退火有哪几种 ?它的目的是什么?16 什么叫淬火? 它的目的是什么 ?17 什么叫回火? 它的
2、目的是什么 ?18 什么叫调质处理? 它的目的是什么 ?19 根据什么原则选择正火(或完全退火)的热处理规范?20 根据什么原则选择回火的热处理规范?21 钢在回火时发生怎样的组织转变?22 什么叫焊后回火? 焊后回火为什么能减小接头的残余应力?23 为什么焊接后接头内会产生不同的金相组织?24 低碳钢焊后的热影响区组织状态怎样?25 合金钢焊后的热影响区组织状态怎样?26 常用耐热钢管焊接接头的组织状态怎样?27 不同的焊后热处理方法对改善接头组织有什么不同?28 常用钢材焊接接头的热处理温度及恒温时间怎样选择?29 焊接热处理的预热方式有哪几种?现场火焰预热有何限制?30 管子外径219m
3、m 或壁厚20mm 时，对预热有何要求?31 工程上如何简便确定焊件的预热温度?32 确定焊件的预热温度时，应综合考虑哪些因素?33 在焊接生产中对焊前预热有何规定?34 为什么 T91P91 的预热温度比 T22P22 低?35 常用异种钢接头的焊后热处理温度怎样选择?36 焊后热处理的加热宽度和保温宽度应为多少?37 热处理的升温速度和降温速度有什么要求?38 为什么有的焊接接头要求焊后热处理，有的不要求?39 哪些焊接接头可免作焊后热处理?40 何种焊接接头焊后应进行热处理?41 哪些耐热钢管焊接中断后要进行热处理?42 为什么低碳钢只有厚壁管的接头才要求焊后热处理?合金钢管有什么规定?
4、43 为什么 F12 钢管焊后要冷到 100-150，才能进行回火处理?44 对有再热裂纹倾向的焊件在焊后热处理时应注意什么问题?45 奥氏体不锈钢的去应力热处理有何特点?46 焊接热处理对加热过程有何要求?47 焊接热处理中常用的加热方法有哪些?48 焊接热处理施工中的加热方法是否可以任意选择?焊工中级（焊接接头的热处理）模拟试卷 1 答案与解析一、问答题1 【正确答案】 热处理是利用钢在固态下的组织转变来改变其性能的一种方法。它由加热、保温和冷却三个阶段组成。【知识模块】 焊接接头的热处理2 【正确答案】 在焊接之前、焊接过程中或焊接之后，将焊件全部或局部加热到一定温度，保温一定时间，然后
5、以适当的速度冷却下来，以改善工件的焊接工艺性能和力学性能，改善焊接接头的金相组织的一种工艺方法。【知识模块】 焊接接头的热处理3 【正确答案】 焊接热处理主要包括预热、后热和焊后热处理。【知识模块】 焊接接头的热处理4 【正确答案】 焊接开始前，对焊件的全部或局部进行加热的一种焊接热处理工艺。【知识模块】 焊接接头的热处理5 【正确答案】 焊前预热有利于调节焊接热输入；有利于降低焊接接头的冷却速度，避免淬硬组织；有利于氢气的逸出；还可使工件温度均匀化，减少工件的热应力。因而，对有淬硬倾向的钢进行焊前预热是防止焊接冷裂纹的有效手段。【知识模块】 焊接接头的热处理6 【正确答案】 DLT81920
6、02火力发电厂焊接热处理技术规程中规定：后热是指焊接工作停止后，立即将焊件加热到一定温度(300400 )，保温一定时间(2-4h)，使焊件缓慢冷却下来，以加速氢的逸出的一种焊接热处理工艺。【知识模块】 焊接接头的热处理7 【正确答案】 不可以。因为后热只是一种临时措施，它不能降低焊接残余应力，因而不能用后热代替最终的焊后热处理。就除氢效果而言，一般后热与焊前预热相配合时才更为有效。【知识模块】 焊接接头的热处理8 【正确答案】 对有冷裂纹倾向的钢，不论焊件是否焊完，焊后不能立即进行焊后热处理，均应在焊接工作停止后立即后热。【知识模块】 焊接接头的热处理9 【正确答案】 后热处理应不小于预热时
7、的加热宽度。【知识模块】 焊接接头的热处理10 【正确答案】 焊后热处理是焊接工作完成后，将焊件加热到一定的温度(材料的相变温度 Ac1 以下) ，保温一定时间，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。【知识模块】 焊接接头的热处理11 【正确答案】 焊后热处理的作用是：(1)降低残余应力。(2)增加组织稳定性。(3)软化硬化区。(4)促使氢气逸出。(5)提高抗应力、腐蚀能力。(6)增加接头的塑性、韧性和高温力学性能。【知识模块】 焊接接头的热处理12 【正确答案】 焊后热处理规范的主要参数包括：加热速度、最高加热温度、保温时间、冷却速度。【知识模
8、块】 焊接接头的热处理13 【正确答案】 焊接接头的焊后热处理工艺有正火、退火、等温退火、调质、回火等，用得最广的是回火处理。各种焊后热处理方法见图 11-1。【知识模块】 焊接接头的热处理14 【正确答案】 正火是将钢件加热到上临界点(A c3 或 Accm)以上 4060，保温一段时间，使其达到完全奥氏体化和均匀化，然后在空气中冷却。 正火的目的：细化组织，化学成分均匀化。【知识模块】 焊接接头的热处理15 【正确答案】 退火是将钢件加热到某一温度，保温一段时间，然后缓慢冷却的过程。由于加热温度的不同，退火可分为： (1)扩散退火。加热到 Ac3+(150200 )，长时间保温后缓慢冷却。
9、主要目的是使成分均匀化。 (2)完全退火。加热到Ac3+(4060)，保温后缓慢冷却。主要目的是细化组织，降低硬度。 (3)不完全退火。加热到 Ac1+(4060 )，保温后缓慢冷却。主要目的是细化组织，降低硬度。 (4)等温退火。加热到 Ac3+(4060 )，保温一段时间后，随炉冷至 Ar1 进行等温转变，再在空气中冷却。主要目的是细化组织，降低硬度。 (5)球化退火。加热到稍高于 Ac1，在 Ac1(2040 )范围内反复的次加热保温冷却，然后缓冷，目的是使碳化物球化，降低硬度。 (6)去应力退火。加热到 Ac1-(100200 )，保温后空冷。主要目的是消除内应力。【知识模块】 焊接接
10、头的热处理16 【正确答案】 淬火是将钢件加热到一定温度，如亚共析钢为 Ac3+(4060 )，保温一段时间后，再急剧冷却，使奥氏体转变为高硬度的马氏体组织。 淬火的目的： (1)增加硬度和耐磨性。 (2) 为随后回火处理作组织准备，从而获得一定的力学性能。 (3)改变钢的某些物理及化学性质。【知识模块】 焊接接头的热处理17 【正确答案】 回火是将钢件加热到下临界点 Ac1。以下，保温一段时间后，再以任意冷却速度进行冷却。回火适用于各种珠光体、贝氏体、马氏体耐热钢管焊接接头的焊后热处理。 回火的目的：消除应力；稳定组织；降低硬度。【知识模块】 焊接接头的热处理18 【正确答案】 调质处理是将
11、钢件淬火后进行高温回火的双重热处理。调质处理的目的：细化组织；获得良好的综合力学性能。【知识模块】 焊接接头的热处理19 【正确答案】 正火(或完全退火)热处理规范的选用原则如下： (1)加热速度。上限：避免工件整个截面温度不均匀；下限：缩短热处理时间。 (2)最高加热温度。上限：不应使晶粒过分长大和析出 铁素体；下限：所有合金元素基本溶解，一般加热到 Ac3 以上 40-60。 (3)保温时间。上限：不应使晶粒过分长大；下限：要求整个截面奥氏体均匀化。 (4)冷却速度。正火允许空冷；完全退火要求缓慢冷却。【知识模块】 焊接接头的热处理20 【正确答案】 回火热处理规范的选用原则如下： (1)
12、加热速度。上限：避免工件整个截面不均匀；下限：缩短热处理时间。 (2)最高加热温度。上限：低于 Ac1，一般低于钢材原始的回火温度；下限：钢材最高使用温度+(100-150)，达到规定的硬度值。 (3)保温时间。上限：防止性能劣化，缩短热处理时间；下限：降低残余应力，改善金相组织和力学性能。 (4)冷却速度。上限：避免重新产生残余应力；下限：防止再热裂纹的产生和性能劣化。【知识模块】 焊接接头的热处理21 【正确答案】 回火是淬火的后继工序。回火过程中组织转变可分为四个阶段，如表 11-1 所示。【知识模块】 焊接接头的热处理22 【正确答案】 焊后回火是利用高温下材料屈服强度的降低，将弹性应
13、变转换成塑性变形，从而减小残余应力的峰值，改善残余应力的分布。焊后回火使残余应力下降的原因有：(1)应力降低到回火温度下材料的屈服极限以下。(2)发生高温蠕变，使弹性应变转换成塑性变形。大部分残余应力的下降是由于蠕变的结果。(3)组织趋于稳定，使局部的塑性变形阻力下降，促使残余应力降低。此外，残余应力的松弛，在室温下也在进行，但很缓慢。增高温度，可促使应力较快的松弛。残余应力松弛的温度，低碳钢管的焊接接头为 600650，低合金钢管为 650700，中、高合金钢管为 700750 。【知识模块】 焊接接头的热处理23 【正确答案】 焊接接头包括焊缝金属和热影响区。焊缝金属是由熔池中的液态金属迅
14、速冷却、结晶而成，根据焊缝金属在空气中冷却时的淬硬程度不同而发生不同的组织转变，形成不同的金相组织。热影响区随着离熔池远近不同，而经受不同的加热，由于各段受热温度不同，也发生不同的组织转变，形成不同的金相组织。【知识模块】 焊接接头的热处理24 【正确答案】 低碳钢和淬硬倾向小的合金钢，热影响区可分为六个区段，见图11-2。 各区段的组织状态为： (1)不完全熔化段。在液相线和固相线之间，是焊缝金属到母材金属的过渡部分。该区段晶粒粗大，最容易产生缺陷(如未焊透、裂纹等)。 (2)过热段。在固相线和1100(低碳钢)之间，该区段晶粒粗大，有严重的魏氏组织。 (3)正火段。在1100和 Ac3 之
15、间，由于重结晶的作用，该区段晶粒细化，可提高力学性能。 (4)不完全重结晶段。在 Ac3 Ac1 之间，由于组织转变不完全，晶粒大小不均匀，力学性能较差。 (5)再结晶段。在 Ac1500之间，一般组织变化不明显。焊前母材经受冷压力加工的钢材才有此段。 (6)蓝脆段。在 500200之间，组织没有变化，由于扩散或沉淀硬化，韧性下降。【知识模块】 焊接接头的热处理25 【正确答案】 合金钢的热影响区有三个区段，见图 11-3。各区段的组织状态为：(1)淬火段。温度大于 Ac3，根据钢的空淬倾向不同，会出现不同的淬硬组织，如贝氏体、马氏体等。 (2)不完全淬火段。温度在 Ac1A c3 之间，得到
16、淬硬组织和网状组织 (铁素体或碳化物等)。 (3)回火段。温度低于 Ac1，得到不同的回火组织。【知识模块】 焊接接头的热处理26 【正确答案】 焊接时被加热到奥氏体化温度的金属，在空气中连续冷却，过冷奥氏体发生三种基本类型的转变：珠光体转变； 贝氏体转变；马氏体转变。低碳钢焊接过程中，发生珠光体转变。而合金钢随合金含量、焊接方法、焊接热规范和冷却速度的不同，三类转变都可能发生，见表 11-2。【知识模块】 焊接接头的热处理27 【正确答案】 不同的焊后热处理方法通过不同的途径改善接头的组织。如正火、完全退火和等温退火，是将接头金属加热到 Ac3 以上，使原有组织全部奥氏体化，然后采取不同的冷
17、却方式，空冷、炉冷和等温冷却以获得希望的组织。回火是将接头金属加热到 Ac1 以下，使原有淬火组织分解，残余奥氏体转变，碳化物大小和分布变化，从而获得比较稳定的组织。【知识模块】 焊接接头的热处理28 【正确答案】 根据 DLT 8692004火力发电厂焊接技术规范电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)及 DLT8192002火力发电厂焊接热处理技术规程的有关规定选择其温度和恒温时间。【知识模块】 焊接接头的热处理29 【正确答案】 预热方式分为局部预热和整体预热。由于现场的火焰加热一般使用焊炬进行加热，温度误差较大，温度均匀性也较差，因而只适用于现场的局部预热。【知识模块】 焊接接头
18、的热处理30 【正确答案】 (1)应采用电加热进行预热；(2)预热升温速度为： 6250 h( 为焊件厚度，mm)，且不大于 300h；(3)预热宽度从对口中心开始，每侧不少于焊件厚度的 3 倍，且不小于 100mm。【知识模块】 焊接接头的热处理31 【正确答案】 当前，理论上一般以不产生裂纹来确定最低的预热温度，并有些计算公式可供查询，但这些公式都是在一定的试验条件下确定的，并且一般按整体预热来考虑，因此，应用公式时应注意其适用范围。 由于理论计算确定预热温度比较麻烦，而且工程上大多采用局部预热，施工条件比较复杂，工程上一般简便地采用比理论计算更高的预热温度，一般在材料的 Ms 点附近。【
19、知识模块】 焊接接头的热处理32 【正确答案】 考虑以下主要因素：(1)钢材的焊接性。(2)焊件厚度、接头型式。(3)环境温度。(4)焊接材料的潜在含氢量和结构拘束度。(5)异种钢焊接时，预热温度的选择应根据合金成分高的一侧或焊接性差的一侧进行选择。【知识模块】 焊接接头的热处理33 【正确答案】 (1)根据焊接工艺评定提出预热要求；(2)壁厚6mm 的合金钢管子、管件(如弯头、三通等)和大厚度板件，在负温度下焊接时，预热温度应比规定值提高 20-50：(3)壁厚6mm 的低合金钢管及壁厚15mm 的碳素钢管在负温度下焊接时，亦应适当预热；(4)异种钢焊接时，预热温度应按焊接性能较差或合金成分
20、较高的一侧选择；(5)管座与主管焊接时，应以主管的预热温度为准；(6)非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。【知识模块】 焊接接头的热处理34 【正确答案】 对 T91P91 钢而言，为了避免焊接过程中的热输入过大，造成焊缝组织粗大，出现魏氏组织，使得焊缝冲击韧性变差，因而要求降低预热温度。此外 T91P9l 钢的 Ms 点为 370，T22 P22 钢的 Ms 点为 565。从防止冷裂纹的角度看，T91P91 的预热温度可以比 T22P22 低。 在工程施工中 T91P91钢的预热温度是 250-300，T22 P22 钢的预热温度为 250350 。【知识模块】 焊接接头的热处理
21、35 【正确答案】 当两侧钢材之一为奥氏体不锈钢的异种钢接头时，应尽量选用与所焊奥氏体钢相应的焊条，以避免焊后热处理。 当两侧钢材都不是奥氏体不锈钢的异种钢接头时，应按两侧钢材及所用焊条综合考虑。焊后是否需要热处理，以工艺性能差和淬硬倾向大的一侧为准。焊后热处理温度不宜超过低侧钢材 Ac1，热处理温度选择可根据 DLT 7522001火力发电厂异种钢焊接技术规程进行选择。【知识模块】 焊接接头的热处理36 【正确答案】 热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的 3倍，且不小于 60mm。热处理的保温宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的 5 倍。【知识模块】 焊接接头的热处理
22、37 【正确答案】 为保证热处理效果，使焊件截面里外温度均匀，温差控制在小于50，对热处理的升温、降温速度做如下规定： 升温、降温速度，一般可按6250h 控制，且不应大于 300h。降温过程中，温度在 300以下可不控制。【知识模块】 焊接接头的热处理38 【正确答案】 焊接接头焊后是否需要热处理，主要由接头的残余应力、组织状态和力学性能等决定，通常有四种情况，见表 11-3。【知识模块】 焊接接头的热处理39 【正确答案】 凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免作焊后热处理。(1)壁厚10mm，管径108mm 的 15CrMo、12CrMo 钢管。(2)壁厚8mm，
23、管径108mm 的 12Cr1MoV 钢管。(3)壁厚6mm，管径108mm 的 12Cr2MoW VTiB 钢管。【知识模块】 焊接接头的热处理40 【正确答案】 下列焊接接头应进行焊后热处理：(1)壁厚30mm 的碳素钢管子与管件。(2)壁厚32mm 的碳素钢压力容器。(3)壁厚28mm 的普通低合金钢压力容器(A 类二级钢 )。(4)壁厚20mm 的普通低合金钢压力容器(A 类三级钢 )。(5)耐热钢管及管件和壁厚大于 20mm 的普通低合金钢管道(一定条件下，另有规定的除外)。(6)经焊接工艺评定需做热处理的焊件。【知识模块】 焊接接头的热处理41 【正确答案】 焊接过程中断，由于组织
24、被淬硬以及局部应力增加，不采取任何措施会造成接头开裂。对厚壁或合金成分较高的钢管尤为显著。因此对于壁厚大于25mm 的管子，要求焊完壁厚 13 或 19mm 时，才允许中断；对于含铬量大于25，或壁厚大于 25mm 的管子，中断焊接时，冷至室温，立即进行650710短时间回火，继续焊接前需重新预热到规定温度。【知识模块】 焊接接头的热处理42 【正确答案】 (1)低碳钢接头焊后热处理的目的是为了降低残余应力。因为这类钢管焊后，按接头的金相组织是不需热处理的。随着壁厚的增加，刚性增大，使焊接残余应力增加，因此就必须进行热处理。(2)合金钢接头焊后热处理的目的是为了改善金相组织。因为这类钢管焊后，
25、在接头内出现淬硬组织。在应力和氢的作用下，有可能使焊件破坏。因此除合金含量少，管壁较薄，在高温下运行的合金钢焊接接头，按规定可不进行焊后热处理以外，其他都要进行热处理。【知识模块】 焊接接头的热处理43 【正确答案】 F12 钢管焊后，接头冷却转变成马氏体组织后才能进行回火，获得回火索氏体组织，以保证焊缝和近缝区具有理想的性能。如果焊后冷到室温，发生马氏体相变，其硬度可达 HV400500，这种组织硬而脆，加上冷却过程中氢的析集及焊后残余应力的作用，有产生裂缝的危险。因此，对壁厚大于 6mm 的焊接接头不允许冷却到 100以下才进行回火，但也绝不允许直接从预热温度(300400) 开始进行回火
26、。因为这时的过冷奥氏体还没有转变成马氏体，若进行加热，其结果将得到粗大铁素体加碳化物的组织。【知识模块】 焊接接头的热处理44 【正确答案】 对有再热裂纹倾向的焊件，进行焊后热处理时，关键是尽快通过敏感温度区，并避免在此温度区停留。若实在避不开敏感温度区，可不做焊后热处理，或考虑更换材质。【知识模块】 焊接接头的热处理45 【正确答案】 对奥氏体不锈钢，一般不进行焊后去应力热处理。若有特殊要求时，如提高屈服强度和疲劳强度时，进行低温去应力热处理。一般为 300-350，保温 1-2h。对不含 Ti 或 Nb 的 18-8 不锈钢，不应超过 450，以免引起晶间腐蚀。当为了消除对应力腐蚀敏感性时
27、，一般为 850-880，保温 23 minmm。对不含 Ti 或 Nb 的 18-8 不锈钢应水冷到 540后再空冷；对含 Ti 或 Nb 的 18-8 不锈钢，可直接空冷。【知识模块】 焊接接头的热处理46 【正确答案】 (1)加热均匀、充分；(2)加热时焊件能自由膨胀，冷却时能自由收缩；(3)合理选择支撑点，防止加热后在自重影响下发生变形。【知识模块】 焊接接头的热处理47 【正确答案】 有气体火焰加热法、电阻炉加热法、柔性陶瓷电阻加热法、工频感应加热法、中频感应加热法以及远红外线加热法等。其中气体火焰加热法、电阻炉加热法、远红外线加热法属于辐射加热；工频感应加热法、中频感应加热法属于感应加热。【知识模块】 焊接接头的热处理48 【正确答案】 不能任意选择。应根据工艺评定结果和焊件的实际情况进行选择。【知识模块】 焊接接头的热处理
