1、电焊工中级（焊接缺陷与校验）模拟试卷 3 及答案与解析一、简述题1 为什么用碳当量法评定材料焊接的抗冷裂性有局限性?2 为什么奥氏体钢与珠光体耐热钢焊接时，焊接接头处于高应力状态?3 如何减少焊接接头的应力集中?4 焊接不锈钢时，如何防止应力腐蚀?5 焊接应力及变形对焊接结构有哪些影响?6 防止和减小焊接结构应力的方法有哪些?7 焊件整体高温回火消除焊接残余应力有哪些优缺点?8 应力集中对结构静载强度有哪些影响?9 焊接接头产生应力集中的原因有哪些?10 焊接变形产生的原因有哪些?变形的形式分哪几种?11 反变形有哪些方法?12 减小梁、柱结构变形的方法有哪些?13 防止和减少焊接结构变形的主
2、要工艺措施有哪些?14 影响焊接接头弯曲角度的因素有哪些?15 结构的刚性对焊接变形有哪些影响?16 为防止和减小焊接结构变形而安排焊接顺序的原则是什么?17 如何控制焊接变形?18 什么叫做烧穿、未焊透、未熔合?19 产生未焊透的原因有哪些?20 什么叫做焊接塌陷、焊接咬边?21 什么叫做焊接飞溅、焊瘤、夹渣?22 什么叫做焊接弧坑? 如何防止 ?23 在焊接熔池结晶过程中会产生哪些缺陷?24 什么叫做熔合比? 其对焊接质量有何影响 ?25 什么叫做焊接产品失效?焊接结构失效有哪几种类型?26 什么叫做缝隙腐蚀? 如何减少焊接接头的缝隙腐蚀?27 什么是不锈钢的晶间腐蚀?28 什么是不锈钢晶
3、间腐蚀的“危险温度区“( 敏化温度区)?29 什么是不锈钢的应力腐蚀?如何防止应力腐蚀?30 为什么焊接电弧有偏吹现象?减少焊接电弧偏吹的方法有哪些?31 碳弧气刨夹碳的危害及防止方法有哪些?32 电弧长短对焊接质量的影响有哪些?电焊工中级（焊接缺陷与校验）模拟试卷 3 答案与解析一、简述题1 【正确答案】 利用碳当量法评定材料焊接的抗冷裂性有相当大的局限性，具体表现在：如果两种钢材的碳当量值相等，但含碳量不等，则两者的抗冷裂性不同，含碳量低者，产生低碳马氏体，有较高的抗冷裂性；含碳量高者，产生高碳马氏体，抗冷裂性较差；碳当量计算公式只考虑了材料化学成分对冷裂的倾向，没有考虑冷却速度的影响；碳
4、当量计算公式没有考虑热影响区中的最高加热温度和高温停留时间等参数对冷裂倾向的影响。2 【正确答案】 因为奥氏体钢与珠光体钢焊接时，除了焊接时因局部加热而引起焊接应力外，还因珠光体钢与奥氏体钢线膨胀系数不同，奥氏体钢的导热性差，焊后冷却时收缩量的差异较大而导致在异种钢界面产生另一种性质的焊接残余应力。故奥氏体钢与珠光体钢焊接时，其接头处于高应力状态。3 【正确答案】 减少焊接接头应力集中的措施是：尽量采用对接接头，对接接头的余高值不应太大，焊趾处应尽量圆滑过渡；T 形接头(十字接头)应该开坡口，采用深熔焊，以保证焊透；减少或消除焊接缺陷，如裂纹、未焊透、咬边等；不同厚度钢板对接时，对厚板应进行削
5、薄处理； 焊缝之间不应过分密集，以保证有最小的距离；焊缝应尽量避免出现在结构的转弯处。4 【正确答案】 焊接不锈钢时防止应力腐蚀的方法首先是要清除应力，通常可用锤击法来松弛残余应力，或者进行低温(低于 300350)退火处理，也可在温度高于 850时进行退火处理。其次可在 188 型不锈钢焊缝中形成一定数量的铁素体组织，使其铁素体阻碍裂纹的扩展，从而提高焊缝金属抗应力腐蚀能力。5 【正确答案】 焊接应力对焊接结构的影响如下：1)焊接应力对结构制造的影响。焊接应力达到一定水平时，在一定条件下(温度、组织、结构刚性、拘束度等)，将成为在结构中引起产生各种热裂纹和冷裂纹的因素之一。因此，减小和控制焊
6、接应力已成为避免和控制焊接裂纹的一项重要手段。2)焊接应力对结构使用的影响。在工作载荷作用下，较大的拉伸残余应力与工作载荷叠加，使焊接接头实际承受的应力水平提高。而当总的应力水平超过材料的屈服强度时，将在焊接接头处产生塑性变形，从而消耗掉材料的一部分塑性。当焊接结构中存在三向拉伸残余应力(如在厚壁结构的焊接接头区、立体交叉焊缝的焊接区，或存在焊接缺陷的区域等)时，则材料的塑性降低，易使物件断裂。在工作载荷，特别是在交变载荷作用下，由于存在较高的拉伸残余应力，焊件结构在长期使用后，由于残余应力的释放会产生一定程度的变形。3)焊接变形对焊接结构的影响。焊接结构或焊件在焊后产生严重局部变形，会使下一
7、道工序无法正常进行。焊接结构的变形会使结构形状尺寸不符合要求，严重时就会造成产品报废。焊接变形给装配带来困难，从而使生产率下降，制造成本增加。焊接变形不但影响结构的外形美观，而且有可能降低结构的承载能力，引起事故。6 【正确答案】 防止和减小焊接结构应力的方法有：选择合理的焊接顺序，尽可能考虑焊缝能自由收缩，收缩量最大的焊缝应当先焊，焊接平面交叉焊缝时应先焊横向焊缝；选择合理的焊接工艺参数，在焊接时，根据焊接结构的具体情况，应尽可能采用小直径的焊条和偏低的电流，以减小焊件受热范围，从而减小焊接应力；预热法。在焊接前对焊件的全部(或局部) 进行加热； 加热“减应区”法。选择构件的适当部位进行加热
8、使之伸长；敲击法。7 【正确答案】 整体高温回火消除焊接残余应力的效果好，并且还可改善焊接接头的性能，提高其塑性。缺点是当焊接结构的体积较大时，需要容积较大的回火炉，增大了设备投资。8 【正确答案】 当材料具有足够的塑性时，应力集中对其强度无影响。因为在应力集中处的应力达到材料的屈服强度时，如继续加载，则该处应力停止上升，而焊缝中其他各点的应力集中因尚未达到屈服强度，故应力随加载继续上升，直至最后各点都达到屈服强度，如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。9 【正确答案】 在焊接接头中，产生应力集中的原因有：焊缝中的工艺缺陷。焊缝中存在的气孔、裂纹、夹渣、未焊透等焊接缺陷，往往
9、在缺陷周围引起应力集中，其中以裂纹、未焊透引起的应力集中最严重；不合理的焊缝外形。对接接头的焊缝余高过大，角焊缝的截面为凸形等，在焊趾处都会形成较大的应力集中；设计不合理的焊接接头。不等厚度的钢板对接时，接头截面突变，加盖板的对接接头，均会造成严重的应力集中；焊缝布置不合理。只有单侧角焊缝的 T 形接头，也可能引起应力集中。10 【正确答案】 焊接变形产生的基本原因是由于不均匀加热和冷却造成焊缝的纵向收缩和横向收缩引起各种变形。焊接变形的形式有：纵向变形、横向变形、角变形、波浪变形、扭曲变形、弯曲变形。11 【正确答案】 反变形的方法有：塑性反变形法，弹性反变形法，下料预制反变形法，刚性固定法
10、，散热法。12 【正确答案】 减小梁、柱结构变形的方法有：减小焊缝尺寸，采用正确的焊接方向，采用合理的正确的装配一焊接顺序，采用刚性固定，采用反变形法。13 【正确答案】 防止和减少焊接结构变形的工艺措施主要有：选择合理的焊接方法和装配焊接顺序；采用反变形法控制和减小变形； 利用外力刚性结构来减小焊件的变形；焊接时选择合理的焊接参数； 焊接时用强迫冷却的方法将焊接区的热量散失，受热的面积大为减少，从而达到减小变形的目的，这种方法叫做散热法。14 【正确答案】 影响焊接接头弯曲角度的因素有：材料的塑性，焊接方式，弯曲直径和板厚，焊接工艺。15 【正确答案】 受到同样大小力的作用，刚性大的结构变形
11、小，刚性小的结构变形大。金属结构的刚性主要取决于结构的截面形状及其尺寸的大小。1)结构抵抗拉伸的刚性主要是决定于结构截面积的大小。截面积越大，结构抵抗拉伸的刚性就越大，变形就越小。2)结构抵抗弯曲变形的刚性，主要看结构的截面积形状和尺寸大小。3)结构抵抗扭曲的刚性除决定于结构尺寸大小外，最主要的是结构截面形状。如结构截面是封闭式的，则抗扭曲变形能力就较强，不封闭的则抗扭能力弱。16 【正确答案】 焊接顺序的原则是：采用对称焊接，在生产中会遇到很多结构设计对称的焊件，它具有对称布置的焊缝。最好由成双数的电焊工对称地进行焊接，这样可以使由各焊缝所能引起的变形相互抵消。当产品不能完全对称地、同时进行
12、焊接，可允许焊缝焊接有先有后，但在焊接顺序上尽量做到对称，这样能最大限度地减少结构变形；结构焊缝不对称时先焊接焊缝少的一侧，在实际生产中，遇到的往往是焊缝不对称的焊接结构；采用不同的焊接顺序，将连续焊缝改成断续焊缝可减少焊缝和工件由于受热而产生的塑性变形，或者采用不同的焊接方向和顺序，可使局部焊缝变形减小或相互抵消，从而达到减小总体变形的目的。当焊缝在 lm 以上时，可采用分段退焊法、分中分段退焊法、跳焊法、交替焊法，对中等长度(0 5m)的焊缝，可采用分中对称焊法。17 【正确答案】 在焊接过程中，厚板焊接后的变形主要是角变形。在实践中一般采取控制变形的方法是先焊正面的一部分焊道，翻转工件，
13、碳刨清根后焊反面的焊道，再翻转工件，这样如此往复。一般来说，每次焊接 35 道焊缝后即可翻转，直至焊满正面的各道焊缝。同时在施焊时要随时观察其变形情况，注意随时准备翻转焊接，以尽可能地减少焊接变形及焊缝内应力。另外，设置胎模夹具对构件进行约束也可有效地控制变形，此类方法一般适用于异形厚板结构，由于厚板异形结构造型奇特，断面、截面尺寸各异，在自由状态下，尺寸精度难以保证，这就需要根据构件的形状，制作胎模夹具，将构件处于固定的状态下进行装配、定位、焊接，进而控制焊接变形。除以上方法外，选择与控制合理的焊接顺序，是防止焊接应力的有效措施，也是防止焊接变形最有效的方法之一。根据不同的焊接方法，制定不同
14、的焊接顺序，埋弧焊一般采用逆向法、退步法，CO 2 气体保护焊及手工焊采用对称法、分散均匀法。编制合理的焊接顺序的方针是分散、对称、均匀、减小拘束度。18 【正确答案】 在焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出形成焊缝穿孔的缺陷叫做烧穿。焊接时，接头根部未完全熔透的现象叫做未焊透。熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部分叫做未熔合。19 【正确答案】 产生未焊透的原因有：焊缝坡口钝边过大，坡口角度过小，焊根未清理干净，间隙太小，焊条或焊丝角度不正确，电流过小，速度过快，弧长过大，焊接时有磁偏吹现象；或电流过大，焊件金属尚未充分加热时焊条已急剧熔化；层间或母材边缘的铁锈、氧化皮
15、及油污等未清除干净，焊接位置不佳，焊接可达性不好等。20 【正确答案】 单面熔焊时，由于焊接工艺选择不当，造成焊缝金属过量渗过背面，使焊缝正面凹进，背面凸起的现象叫做焊接塌陷。由于焊接参数选择不正确，或者操作方法不正确沿着焊趾(熔合线上)的母材部位产生的沟槽或凹陷叫做焊接咬边，焊接咬边会造成局部应力集中。21 【正确答案】 熔焊过程中，熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象叫做焊接飞溅。在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的金属瘤叫做焊瘤，焊接熔渣残留于焊缝金属中的现象叫做夹渣。22 【正确答案】 焊接收弧时，焊道尾部形成低于焊缝高度的凹陷坑叫做焊接弧坑。弧坑内一般存在低熔点
16、共晶物、夹杂物、火口裂纹等缺陷。采用收弧电流(小于焊接电流的 60)停留在弧坑一定时间，用焊丝填满弧坑，能够防止产生弧坑缺陷。23 【正确答案】 在焊接熔池结晶过程中会产生的缺陷如下：1)结晶裂纹(凝固裂纹)。在焊接熔池结晶过程中，金属收缩产生的拉应力将晶界上的低熔点共晶液膜拉开导致产生结晶裂纹。结晶裂纹主要发生在含杂质较多的钢、单相奥氏体钢、镍基合金、铝合金、钼合金等的焊缝金属中。逸出，而留在焊缝金属中(内部或表面)形成穴孔。3) 夹渣。焊接熔渣残留在焊缝金属中。4)偏析。由于焊接熔池结晶速度较快，形成焊缝中化学元素的分布不均匀，产生偏析现象。24 【正确答案】 焊缝金属中局部熔化的母材所占
17、的比例叫做熔合比，通过熔合比可以改变焊缝金属的化学成分，因此对焊接质量有较大影响。如不开坡口对接时，由于熔合比较大，对焊条要求就可以降低一些。25 【正确答案】 焊接产品失效是指焊接产品丧失了其规定的功能，当焊接产品处于下列三种状态之一时，就可以认为是失效：焊接产品完全不能工作； 产品虽然仍能工作，但不能令人满意地完成预期的功能；产品的零部件有严重损伤，不能可靠安全地继续使用。焊接结构失效的类型有：焊接裂纹引起的失效；焊接接头脆化引起的失效；焊接应力和变形引起的失效； 由焊缝中的夹杂和气孔引起的失效；焊接接头腐蚀引起的失效； 焊接接头疲劳引起的失效。26 【正确答案】 腐蚀介质与金属表面直接接
18、触时，在缝隙内和其他尖角处常常发生强烈的局部腐蚀，这种腐蚀与缝隙内和尖角处积存的少量静止溶液和沉积物有关，这种腐蚀叫做缝隙腐蚀。防止和减少焊接接头的缝隙腐蚀的方法是：力求采用对接焊，焊缝焊透，不采用单面焊根部有未焊透的接头；要避免接头缝隙及其形成的尖角死区，要使液体介质能完全排放，便于清洗，防止固体物质在结构底部沉积；为避免缝隙腐蚀，应尽量少用断续焊、单面焊、搭接焊，难以避免的缝隙应加以密封。27 【正确答案】 不锈钢在腐蚀介质作用下，在晶粒之间产生的一种腐蚀现象称为晶间腐蚀。产生晶问腐蚀的不锈钢，当受到应力作用时，即会沿晶界断裂、强度几乎完全消失，这是不锈钢的一种最危险的破坏形式。晶间腐蚀可
19、以分别产生在焊接接头的热影响区、焊缝或熔合线上，在熔合线上产生的晶间腐蚀又称为刀状腐蚀。不锈钢具有耐腐蚀能力的必要条件是铬的质量分数必须大于 12，当温度升高时，碳在不锈钢晶粒内部的扩散速度大于铬的扩散速度。因为室温时碳在奥氏体中的溶解度很小，约为 002003，而一般奥氏体不锈钢中的含碳量均超过此值，故多余的碳就不断地向奥氏体晶粒边界扩散，并与铬化合，在晶间形成碳化铬的化合物，如(CrFe) 23C8 等。但是由于铬的扩散速度较小，来不及向晶界扩散，所以在晶问所形成的碳化铬所需的铬主要不是来自奥氏体晶粒内部，而是来自晶界附近，结果就使晶界附近的含铬量大为减少，当晶界铬的质量分数低到小于 12
20、时，就形成所谓的“ 贫铬区” ，在腐蚀介质作用下，贫铬区就会失去耐腐蚀能力，而产生晶问腐蚀。28 【正确答案】 不锈钢产生晶间腐蚀与钢的加热温度和加热时间有关，1Crl8Ni9Ti 不锈钢的晶间腐蚀与加热温度和加热时间的关系为：当加热温度小于450或大于 850时，不会产生晶间腐蚀。因为温度小于 450时，由于温度较低，不会形成碳化铬化合物；而当温度超过 850时，晶粒内的铬扩散能力增强，有足够的铬扩散至晶界与碳结合，不会在晶界形成贫铬区。所以产生晶间腐蚀的加热温度为 450850，这个温度区间就称为产生品问腐蚀的“ 危险温度区”或称为“敏化温度区”，其中尤以 650为最危险。焊接时，焊缝两侧
21、热影响区中处于危险温度区的地带最易发生品间腐蚀，即使是焊缝在冷却过程中，其温度也要穿过危险温度区，所以也会产生晶间腐蚀。焊接接头在危险温度区停留的时间越短，接头的耐晶间腐蚀能力越强，所以在对不锈钢焊接时，快速冷却是提高接头耐腐蚀能力的有效措施。由于奥氏体不锈钢冷却过程中没有马氏体的转变过程，所以快速冷却不会使接头淬硬。29 【正确答案】 盛装腐蚀介质的容器，在拉伸应力的作用下所产生的腐蚀现象称为应力腐蚀。引起应力腐蚀的拉伸应力有焊接残余应力和工作应力两种，其中以焊接残余应力为主。产生应力腐蚀的介质因素是溶液中 Cl 一离子浓度和氧含量。容易引起奥氏体不锈钢产生应力腐蚀的介质，见表 6-1。采用
22、奥氏体不锈钢制造的设备经常由冷却水、蒸汽、空气中的积水引起应力腐蚀断裂。防止应力腐蚀的方法主要是消除焊接残余应力，常采用低温(低于 300350)或高温(高于 850)i 基火处理。2930 【正确答案】 电弧偏吹是指在焊接过程中，因气流的干扰、磁场的作用或焊条药皮偏心的影响，使电弧中心偏离电极轴线的现象。直流电弧焊时，因受到焊接同路所产生的电磁力作用而产生的电弧偏吹，叫做磁偏吹。通过改变接地线位置或减小焊接电流及改变焊条角度，能够减弱磁偏吹的影 u 向。减少焊接电弧偏吹的方法有：条件许可的情况下尽量用交流电源； 野外作业注意挡风； 管件焊接时将管口封住；在焊缝两端加引弧板和收弧板； 采用短弧
23、焊接；操作时适当调整焊条角度；适当改变焊件接地线位置。31 【正确答案】 碳弧气刨夹碳的危害是夹碳后若不清除焊接时易产生气孔和裂纹。防止夹碳的方法是在操作时手法要稳，碳棒送进不能过猛，以免碳棒头碰到铁水或未熔化的金属。如产生夹碳必须在缺陷前引弧将夹碳彻底刨掉。32 【正确答案】 电弧长短决定了电弧电压的高低，电弧长则电弧电压高，电弧短则电弧电压低。电弧长短对焊缝的质量有较大的影响，一般是电弧长度超过焊条的直径时称为长弧，小于焊条的直径时称为短弧，用长弧焊接时，电弧燃烧不稳定，所获得焊缝质量差，焊缝表面鱼鳞纹不均匀。因此，施焊时一般都采用短弧焊接，弧长可按下述经验公式确定：L H=(0510)d(6-1)式中，L H 为电弧长度(mm)；d 为焊条直径(mm)短弧的缺点是操作难掌握，因自由度小，速度受影响，易疲劳，反过来会影响质量。焊接电弧过长对焊接质量的影响有：电弧燃烧不稳定，易移动，飞溅大，浪费电能和焊条；熔深小、熔宽大、易咬边、未焊透、表面高低不平；空气中的有害气体易侵入，使焊缝产生气孔，降低力学性能。
