1、电焊工中级（焊接缺陷与校验）模拟试卷 1 及答案与解析一、简述题1 焊接区内有哪些气体?2 焊接区内氢气的产生有什么危害?如何控制?3 什么是焊接气孔?4 铜及其合金焊接时，产生气孔的原因有哪些?5 氢气孔、氮气孔、一氧化碳气孔有何特征?6 焊缝金属产生的气孔分为哪些类型?7 防止气孔产生的工艺措施有哪些?8 什么叫做层状撕裂?9 什么叫做焊接结构的疲劳断裂?疲劳断裂主要有哪几种形式?10 为什么焊接结构容易发生脆断事故?11 焊接结构断裂的形式有哪几种?12 脆性断裂的特征及产生脆性断裂的原因有哪些?脆性断裂的危害有哪些?13 焊接结构的疲劳断裂和脆性断裂有何不同?14 什么是偏析? 焊缝中
2、会产生哪几种偏析现象 ?15 熔焊焊缝会产生哪些缺陷?16 氮、氢、氧对焊缝金属的作用及影响有哪些?17 焊缝金属中的硫、磷有哪些危害性?如何脱硫、脱磷?18 焊缝中的氧有哪些危害?19 电弧电压对焊缝成形有哪些影响?20 如何减少焊缝金属中的含氢量?电焊工中级（焊接缺陷与校验）模拟试卷 1 答案与解析一、简述题1 【正确答案】 焊接过程中，焊接区内充满大量气体。用酸性焊条焊接时，主要气体成分是 CO、H 2、H 2O；用碱性焊条焊接时，主要气体成分是 CO、CO 2；埋弧焊时，主要气体成分是 CO、H 2。焊接区内的气体主要来源于以下几方面：一是为了保护焊接区域不受空气的侵入，人为地在焊接区
3、域添加一层保护气体，如药皮中的造气剂(淀粉、木粉、大理石等)受热分解产生的气体、气体保护焊所采用的保护气体(CO 2、Ar) 等；其次是用潮湿的焊条或焊剂焊接时，析出的气体、保护不严而侵入的空气、焊丝和母材表面上的杂质(油污、铁锈、油漆等)受热产生的气体，以及金属和熔渣高温蒸发所产生的气体等。2 【正确答案】 焊接时氢气主要来源于空气中的水分，焊件表面上的杂质(铁锈、油污)，焊条药皮或焊剂中的水分，药皮中的有机物，在气体保护时，来自保护气体中的水分，气焊时来自碳氢化合物燃烧的产物等。氢对焊接接头的危害是：易在焊缝中形成气孔引起塑性严重的下降，即氢脆性，当含量过高时，焊缝金属会产生白点和冷裂纹等
4、缺陷。控制氢进入焊缝的措施是：限制焊接材料中的含氢量，清除焊件和焊丝表面的水、锈、油脂等含氢杂质，冶金处理和控制焊接规范等。3 【正确答案】 在焊接过程中，熔池金属中的气体在金属冷却以前未能来得及逸出，而在焊缝金属中(内部或表面)所形成的孔穴称为气孔。4 【正确答案】 铜及其合金焊接时产生气孔的原因是：铜在高温时吸收氢的能力比铁大得多，而铜的导热系数大，熔池凝固速度快，所以氢气析不出来，在焊缝中形成氢气孔。另一方面，Cu 2O 在熔池中与氢气或 CO 反应，生成的水蒸气或 CO2 析不出来，在焊缝中形成反应气。5 【正确答案】 氢气孔主要出现在焊缝表面，表面呈圆喇叭口形，周围有光滑的内壁，残存
5、在焊缝内部的氢气孔多以小圆球状存在。氮气孔主要存在于焊缝表面，呈蜂窝状成堆出现。一氧化碳气孔残留在焊缝内部，呈条虫状，表面较光滑。6 【正确答案】 焊缝金属产生的气孔可分为：内部气孔，表面气孔，接头气孔。1)内部气孔。内部气孔产生在焊缝的中部，产生的原因有：焊接电流过大，电弧过长，运棒速度太快，焊接部位不洁净，焊条受潮等。上述造成气孔原因如进行适当调整和注意焊接工艺及操作方法，就可以得到解决。2)表面气孔。产生表面气孔的原因是母材含 C、S 、Si 量高容易出现气孔。其解决办法是更换母材或是采用低氢渣系的焊条。焊接部位不洁净也容易产生气孔，因此焊接部位要求在焊接前清除油污、铁锈等脏物。使用低氢
6、型焊条焊接时要求更为严格。焊接电流过大，使焊条后半部药皮变红，也容易产生气孔。因此要求采取适宜的焊接规范。焊接电流最大限度以焊条尾部不红为宜。低氢型焊条容易吸潮，因此在使用前均需在 350的温度下烘烤 1h 左右，否则也容易出现气孔。3)接头气孔。使用低氢型焊条往往容易在焊缝接头处出现表面和内部气孔，其解决办法：焊波接头时，应在焊缝的前进方向距弧坑 910mm 处开始引弧，电弧燃烧后，先作反向运棒返回弧坑位置，作充分熔化再前进，或是在焊缝处引弧就可以避免这种类型的气孔产生。7 【正确答案】 焊接过程中防止气孔的工艺措施如下：1)控制气体的来源。焊条防潮和烘干，加强对焊件表面的清理工作，如焊件表
7、面的油污、氧化膜等，仔细清除焊件表面上的脏物，对手弧焊焊缝两侧各 10mm 内，埋弧自动焊两侧各 20mm，仔细清除焊件表面上的铁锈等污物。脏物在焊接过程中，向熔滴、熔池中提供气体，铁锈不仅提供水分，而且是氢气的来源，含水分的铁锈，比不含水分的铁锈更易产生气孔，所以，焊前必须清理干净。2)加强防护。如起弧，接头时，焊条端头药皮熔化不好，保护差，易产生气孔，要有足够的加热。3)正确选用焊条。焊条应符合国标，特别重要的焊件或对焊条有怀疑时，应进行复验，要根据生产的实际情况，选用抗锈能力较强的焊条，如低氢型焊条的抗锈能力较差，氧化铁型焊条抗锈能力较好，若除锈工作量大，很难彻底清除，在不影响强度的前提
8、下，采用抗锈能力好的焊条，焊条或焊剂要合理存放，防止受潮。焊条、焊剂在焊前按规定严格烘干，并存放于保温桶中，做到随用随取。4)选择低氢焊接方法。不论是酸性还是碱性焊条，均推荐采用直流反接法进行焊接，这是经生产实践证明的防止气孔的有效方法。5)采用合适的焊接工艺参数，使用碱性焊条焊接时，一定要用短弧焊。焊丝不应生锈，焊条、焊剂要清洁，并按规定烘干焊条或焊剂，含水分不超：过 01：焊接线能量的大小，对产生气孔有很大的关系，电流过大，易产生气孔，另外，向下立焊比向上立焊易产生气孔，长弧焊比短弧焊易产生气孔，给电弧加脉冲能减少气孔的产生。6)加强熔池保护。焊条药皮不要脱落，焊剂或保护气体送给不能中断；
9、用短弧焊接，电弧不得随意拉长，操作时适当配合动作，以利气体逸出，注意正确引弧；操作时发现焊条偏心要及时倾斜焊条或调换焊条，保持电弧稳定。7)正确执行焊接工艺规程。选择适当的焊接工艺参数，运条速度不得太快。对导热快、散热面积大的焊件，若周围环境温度低时，应进行预热。8 【正确答案】 焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的，呈阶梯状的一种裂纹叫做层状撕裂。9 【正确答案】 焊接结构在交变应力作用下工作时，虽然元件所承受的工作应力都低于钢的屈服强度，但这种变动负荷下经过较长时间的工作仍会发生断裂现象，称之为焊接结构的疲劳断裂。焊接结构的疲劳断裂主要有低周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳。10 【正确答案】 焊接
10、结构容易发生脆断事故的原因如下：1)刚度大。焊接为刚性连接，连接构件不易产生相对位移，往往引起较大的附加应力。2)整体性。焊接结构在工作时，一旦有不稳定的脆性裂纹出现，就有可能穿越接头扩展到结构整体，使结构全部破坏。11 【正确答案】 焊接结构断裂的形式可分延性断裂和脆性断裂两种形式。12 【正确答案】 材料在断裂前没有产生或只产生少量的塑性变形后而发生的断裂称为脆性断裂，简称“ 脆断 ”。其断裂一般都是在应力不高于结构的设计应力和没有显著塑性变形的情况下发生的，并瞬时扩展到结构整体，具有突然破坏的性质。脆性断裂的断口平整，一般与主应力的方向垂直，没有可以察觉到的塑性变形，断口有金属光泽。脆性
11、断裂的产生原因如下：1)材料的韧性低，在缺口尖端处材料的微观塑性变形能力差，低应力脆性破坏一般在较低温度下产生，因为随着温度的降低，材料的韧性亦急剧下降。2)断裂总是从缺陷处开始，缺陷中以裂纹最危险。此外未熔合、未焊透等缺陷，则会造成严重的应力集中，降低材料的塑性，形成脆断的裂源。3) 结构设计和制造工艺不合理会产生较大的焊接残余应力和附加应力集中，而装配不良也会带来附加应力，因此还需考虑它们的影响。由于脆断具有突然发生，不易被发现和预防，一旦发生，后果十分严重，不仅造成重大的经济损失，同时还会危及人的生命安全。因此，焊接结构的脆性断裂是一个应该予以十分重视的问题。13 【正确答案】 焊接结构
12、的疲劳断裂和脆性断裂从性质到形态都不一样，两者断裂时的变形都很小，但疲劳断裂需要多次加载，而脆性断裂一般不需要多次加载；结构脆断是瞬时完成的，而疲劳裂纹的扩展则是缓慢的，有时需要长达数年时间。此外，脆断受温度的影响特别明显，随着温度的降低，脆断的危险性迅速增加，但疲劳强度却受温度的影响比较小。14 【正确答案】 合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析，焊接熔池在一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。焊缝中的偏析现象有以下 i 种：(1) 显微偏析；熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最纯，后结晶部分含其他合金元素和杂质略高，最
13、后结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其他合金元素和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化学成分分布不均现象称为显微偏析。(2)区域偏析；熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和推移，会把杂质“赶” 向熔池中心，使熔池中心的杂质含量比其他部位多，这种现象称为区域偏析。焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心，因此焊缝中心聚集有较多的杂质。这种焊缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝，杂质则聚集在焊缝的上部，这种焊缝具有较高的抗热裂能力。(3)层状偏析；熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现暂时的停顿
14、。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始，形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏析。层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出现在层状偏析中由层状偏析所造成的气孔。15 【正确答案】 由于人、机、料、法、环等因素的影响，焊缝内外部会产生的缺陷有：焊缝尺寸不符合要求、弧坑、烧穿、咬边、焊瘤、严重飞溅、夹渣、气孔、裂纹等。16 【正确答案】 1)氮。氮主要来自焊接区域周围的空气，手弧焊时，堆焊金属中约含有 0025的氮。氮是提高焊缝金属强度、降低塑性和韧性的元素，也是在焊缝中产生气孔的主要原因之一。2)氢。氢主要来源于焊条药皮，焊剂中的水分，药皮中
15、的有机物，焊件和焊丝表面上的污物(铁锈、油污)，以及空气中的水分等。各种焊接方法均使焊缝增氢，只是增氢的程度不同：手弧焊时用纤维素药皮焊条焊得的焊缝含氢量比母材高出 70 倍；只有采用低氢型焊条施焊时，焊缝的含氢量才比较低；而用 CO2 气体保护焊时，含氢量最低。氢使焊缝金属的塑性严重下降，促使在焊接接头中产生气孔和延迟裂纹，并且还会在拉伸试样的断面上形成白点。3)氧。氧主要来源于空气、药皮和焊剂中的氧化物、水分及焊接材料表面的氧化物。随着焊缝中含氧量的增加，其强度、硬度和塑性会明显下降，还能引起金属的热脆、冷脆和时效硬化，并且也是焊缝中形成气孔(CO 气孔 )的主要原因之一。总之，进入焊缝金
16、属中的氮、氢、氧都是属于有害的元素。17 【正确答案】 硫是焊缝中常存的有害元素之一，焊缝中硫的危害表现在：促使焊缝金属形成热裂纹；降低冲击韧度和腐蚀性，当焊缝中的含碳量增加时，还会促使硫发生偏析，从而增加焊缝金属的不均匀性。硫在液态金属中以FeS 的形式存在，熔渣中的 Mn、Mn0、CaO 具有一定的脱硫作用，其反应式如下 Mn+FeSMnS+Fe；Mn0+FeSMnS+FeO； CaO+FeSCaS+FeO 生成的MnS、CaS 都进人熔渣中，由于 MnO、CaO 均属碱性氧化物，在碱性熔渣中含量较多，所以碱性熔渣的脱硫能力比酸性熔渣强。磷也是焊缝中常存的有害元素之一，磷会增加钢的冷脆性，
17、大幅度地降低焊缝金属的冲击韧度，并使脆性转变，温度升高。焊接奥氏体类钢或焊缝中含碳量较高时，磷也会促使焊缝金属产生热裂纹。磷在液态金属中以 Fe2P、P 2O5 形式存在。脱磷反应可分为两步进行：第一步是将磷氧化成 P2O5；第二步使之与渣中的碱性氧化物 CaO 生成稳定的复合物进入熔渣。其反应式为 2Fe 2P+5FeOP 2O5+9Fe； P 2O5+3CaO(CaO)3.P205； P2O5+4CaO(CaO)4.P 2O5 由于碱性熔渣中含有较多的 CaO，所以脱磷效果比酸性熔渣要好。但不论是碱性熔渣还是酸性熔渣，其最终的脱硫、脱磷效果仍不理想，所以目前控制焊缝中的硫、磷含量，只能采取
18、限制原材料(母材、焊条、焊丝)中硫、磷含量的方法。18 【正确答案】 焊接时，氧主要来自电弧中的氧化性气体、药皮中的氧化物以及焊接材料表面的氧化物。焊缝区中氧的危害有：降低焊缝的强度、硬度和塑性；引起焊缝金属的热脆、冷脆和时效硬化；焊缝金属的物理、化学性能变差；易形成CO 气孔，增大飞溅，破坏电弧的稳定；使焊接材料中的有益合金烧损。19 【正确答案】 当其他条件不变时，电弧电压增大，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少。因为电弧电压增加意味着电弧长度增加，因此电弧摆动范围扩大，导致焊缝宽度增加。其次，弧长增加后，电弧热量损失加大，所以用来熔化母材和焊丝的热量减少，故焊缝宽度和余高略有减小。20 【正确答案】 氢、氧、氮等三种元素会对焊接接头产生很大危害，尤其是氢，会产生氢气孔、氢白点、氢脆、氢致裂纹(延迟裂纹)等危害。减少焊缝金属中含氢量的常用措施有：烘干焊条、焊剂； 清除焊件和焊丝表面上的杂质； 在药皮和焊剂中加入适量的氟石(caF 2)、硅砂(siO 2)，两者都具有较好的去氢效果； 焊后立即对焊件加热，进行后热处理；采用低氢型焊条、超低氢型焊条和碱性焊剂。
