1、电焊工高级（常用金属材料的焊接）模拟试卷 1 及答案与解析一、简述题1 低碳钢的焊接要注意哪些事项?2 采用焊条电弧焊焊接低碳钢时的适用范围及焊接材料的选择是怎样的?3 采用埋弧焊焊接低碳钢时，焊接材料的选择及焊接注意事项是怎样的?4 钨极氩弧焊焊接低碳钢时的焊接工艺是怎样的?5 举例说明焊条电弧焊焊接中碳钢时，如何选择焊条?6 中碳钢的焊接工艺及操作注意事项是怎样的?7 高碳钢的焊接工艺及操作要领是怎样的?8 热轧及正火钢的焊接工艺要点是什么?9 采用不同焊接方法时，低合金结构钢 Q295 的焊接材料和焊接工艺是怎样的 ?10 低合金结构钢的 Q345(16Mn)的焊条电弧焊焊接工艺是怎样的
2、?11 低合金结构钢的 Q345(16Mn)的埋弧焊焊接工艺是怎样的?12 低合金结构钢的 Q345(16Mn)的电渣焊焊接工艺是怎样的?13 采用不同焊接方法时，低合金结构钢的 Q390 的焊接材料和焊接工艺是怎样的 ?14 采用不同焊接方法时，低合金结构钢的 Q420 的焊接材料和焊接工艺是怎样的 ?15 什么是晶间腐蚀? 如何防止 ?16 什么是不锈钢焊接接头的脆化?17 焊接不锈钢通常采用哪些方法?18 奥氏体不锈钢焊接时。为什么容易出现热裂纹?应采取哪些防止措施?19 奥氏体不锈钢焊条电弧焊的焊接工艺及操作?20 奥氏体不锈钢埋弧焊的焊接技术特点是什么?21 奥氏体不锈钢钨极氩弧焊的
3、焊接工艺及操作要点是怎样的?22 不锈钢氲弧焊时如何判断氩气的保护效果?23 如何对奥氏体不锈钢焊接接头进行酸洗钝化?24 马氏体不锈钢焊接的特点及注意事项是怎样的?25 铁素体不锈钢的焊接工艺特点是什么?26 什么是背面自保护 TIG 焊丝? 其特点及应用是怎样的?27 铬钼耐热钢的焊接工艺要点是什么?28 为什么焊接铬钼耐热钢时要采取预热措施?29 马氏体耐热钢的焊接工艺及操作技术是怎样的?30 低温钢的焊接工艺及操作技术是怎样的?电焊工高级（常用金属材料的焊接）模拟试卷 1 答案与解析一、简述题1 【正确答案】 低碳钢由于具有良好的可焊性，不需要特殊工艺措施就能获得优质接头，所以一般不预
4、热，焊后也不进行热处理(电渣焊除外)。但由于施焊条件不同，含碳量不同，结构的形式不同，往往需要采取下列工艺措施：(1)当焊件较厚、刚性较大，同时又要求接头的质量较高时，如材料为 20g 的锅炉汽包，焊后往往要求进行回火处理，以减少焊接残余应力，改善接头组织和性能。回火温度一般取600650。 (2)在低温下焊接时，特别是焊接厚度大，刚度大的结构，由于环境温度较低，接头焊后冷却速度较快，所以裂纹倾向就增大，故较厚的焊件焊前应预热。例如梁、柱、桁架结构在下列情况下焊接：板厚 30mm 以内，施焊环境温度低于一 30，板厚 31 一 50mm，环境温度低于一 10，板厚 51 一 70mm，环境温度
5、低于 0，均需预热 100 一 150。再如冬季安装检修发电厂管道时，预热温度要根据钢的含碳量、环境温度来确定。钢中含碳量、焊接现场温度和预热温度的关系见表 71。 (3)电渣焊接头要获得较好质量，焊后必须经正火处理。【知识模块】 常用金属材料的焊接2 【正确答案】 焊条电弧焊是最常用的一种焊接方法。多用于 【知识模块】 常用金属材料的焊接3 【正确答案】 通常，在焊接一般结构时，焊丝可选 H08、H08A，配合HJ430、HJ431。焊接重要低碳钢结构时，焊丝选 H08MnA，配合 HJ431。低碳钢埋弧焊焊接材料的选用见表 73。埋弧焊采用比焊条电弧焊大得多的焊接规范参数，生产效率较高，熔
6、深也大。对于厚度较大的焊件，可以采用多道焊来完成。多道焊时，由于第一层焊缝里基本金属熔化比例(熔合比)较大，焊缝中含碳量略有升高，再加上第一层的焊缝易形成不利的横截面形状(所谓 O 形截面)，所以在第一层焊缝中容易产生热裂纹。在环缝埋弧焊时，为防止金属熔池中的液态金属外流及保证焊剂的良好保护作用，焊接位置应从最高处朝旋转的相反方向偏移一段距离，以使熔池保持在焊件的上表面。【知识模块】 常用金属材料的焊接4 【正确答案】 钨极氩弧焊主要用在低碳钢的打底焊上，特别是背面无法清根和焊接，而又要求焊透并背面形成焊缝的场合。氩弧焊的氩气为 999纯氩，填充焊丝可采用 H10MnSi 或 H05MnSiA
7、lTiZr 等，钨极可以采用铈钨极等。焊接的电源一般采用直流正接，电弧长度维持在 23mm，手工钨极氩弧焊时，氩气的流量为610Lmin；而采用自动钨极氩弧焊时，氩气的流量为 812Lmin。低碳钢手工钨极氩弧焊的焊接参数见表 74。【知识模块】 常用金属材料的焊接5 【正确答案】 尽量选用碱性低氢型焊条，这类焊条的抗冷裂及抗热裂能力较高。当严格控制预热温度和熔合比时，采用氧化钛钙型焊条也能得到满意的要求。中碳钢焊条电弧焊时的焊条选用见表 75。对于重要的中碳钢焊件也可选用铬镍不锈钢焊条。其特点是焊前不预热也不易产生冷裂纹。这类焊条有A302、A307、A402、A407 等。采用这种焊条时，
8、电流要小，熔深要浅，宜采用多层焊。这种方法的最大缺点是焊接成本高。【知识模块】 常用金属材料的焊接6 【正确答案】 (1)焊条使用前要烘干，坡口及其附近的油、锈要清除干净。(2)对多层焊的第一层焊道，在保证基本金属熔透的情况下，应尽量采用小电流，慢速施焊。每层焊缝都必须清理干净。(3)最好用直流反接，以减少焊件的受热量，降低裂纹倾向、减少金属的飞溅和焊缝中的气孔。焊接电流应较低碳钢小 10一15。(4)最好开成 U 形坡口，坡口外形应圆滑，以减少基本金属的熔入量。(5)预热有整体预热和局部预热。局部预热的加热范围在焊缝两侧 150200mm 左右。一般情况下，35 号钢和 45 号钢(包括铸钢
9、)预热温度可选用 150200。含碳量更高或厚度和刚度很大的焊件，裂纹倾向会大大增加，对这类焊件可将预热温度提高到 250400。预热温度可通过下列公式确定 To=550(C012)+04 式中：7 o为预热温度；c 为母材中碳的质量分数； 为母材厚度。 (6)焊接过程中，可用锤击法使焊缝松弛，以减少焊件的残余应力。(7)焊件焊后必须缓冷。有时当焊缝降到150200时，还要进行均温加热，使整个接头均匀的缓冷。如果焊后不能立即进行消除应力热处理，则应进行后热处理，即对焊件进行略高于预热温度的加热，保温时间大约为 6minmm 左右。(8)为了消除内应力，可采用 600650的高温回火。【知识模块
10、】 常用金属材料的焊接7 【正确答案】 (I)焊前要严格清理待焊处的铁锈及油污，焊件厚度大于 10mm 时，焊前应预热到 200300，一般采用直流反接，焊接电流应比焊低碳钢小 10左右。(2)通常采用低氢型焊条。若接头强度要求低时可用 J506、J507 等。接头强度要求高时常选用含碳量低于高碳钢的高强度低合金钢焊条，如 J607、J707 、J907Cr等。如不能进行焊前预热和焊后回火时，可选用铬镍奥氏体不锈钢焊条，如 A302或 A307 等。(3)预热温度应在 250350以上(采用奥氏体不锈钢焊条可不预热 )。焊件及刚性较大时，焊后应保持预热温度并尽快送入炉中进行 650高温回火处理
11、。(4)焊件厚度在 5mm 以下时，可不开坡口从两面焊接，焊条应作直线往返摆动。(5)为了降低熔合比，减少焊缝中的含碳量，高碳钢最好开坡口多层焊接。在 U 形或X 形坡口多层焊时，第一层应用小直径焊条，压低电弧沿坡口根部焊接，焊条仅作直线运动。以后各层焊道应根据焊缝宽度，采用圆圈形运条法，每层焊缝应保持34ram 厚度。对 x 形坡口应两面交替施焊。焊接时要降低焊接速度使熔池缓冷，在最后一道焊缝上要加盖“退火“焊道，以防止基本金属表面产生硬化层。、(6)定位焊应采用小直径焊条焊透。由于高碳钢裂纹倾向大，定位焊缝应比焊低碳钢时长些，定位焊点的间距也应适当缩短，但不高出焊面。不在基本金属的表面引弧
12、。收弧时，必须将弧坑填满，熔敷金属壳高出正常焊缝，以减少收弧处的气孔及裂纹。焊接时尽量采用小电流和慢的焊接速度使熔深减小，以减少母材的熔化。尽可能先在坡口上堆焊，然后再进行焊接。减少焊接应力可采用锤击焊缝的方法。(7)焊后，焊件应进行 600650回火处理，以消除应力、固定组织、防止裂纹，改善性能。【知识模块】 常用金属材料的焊接8 【正确答案】 热轧及正火钢的焊接工艺要点如下：(1)焊接方法。热轧及正火钢对焊接方法没有特殊要求，适合于各种焊接方法，如焊条电弧焊、埋弧焊、电渣焊、CO2 气体保护焊、钨极氩弧焊和电阻焊等。(2)焊接材料。为了保证焊缝金属与母材等强度，对于不同板厚及坡口形式应选用
13、不同等级的焊接材料。酸性焊条的适用范围仅限于屈服点为 390MPa 级及其以下钢种和当板厚小于 25mm 的场合，厚板或420MPa 级及其以上的钢种应采用碱性焊条。焊接热轧及正火钢常用的焊条见表76。热轧及正火钢埋弧焊、电渣焊和 CO2 气体保护焊常用的焊接材料见表 77。3(3)当钢材的碳当量较低(C E【知识模块】 常用金属材料的焊接9 【正确答案】 Q295(09Mn2)和 Q295(12Mn)钢均是屈服强度为 295MPa 级的热轧钢，主要用于制造低压锅炉、压力容器、铁道车辆、输油管道、船舶和各种金属结构等。由于钢中碳的含量很低，焊接性十分优良，比 Q235、20g 等低碳钢的焊接性
14、还要好一些。焊接这两种钢对焊接技术没有什么特殊要求，完全可参照低碳钢的焊接工艺进行。在焊条电弧焊时，即可采用碱性焊条，也可采用酸性焊条。酸性焊条有 E4203(J422)、E4301(J423)。碱性焊条有 E4315(J427)、E4316(J426) ，其中碱性焊条的熔敷金属冲击韧度较高。当焊件厚度较大、坡口较深时，为保证焊缝金属强度，需要考虑采用 E5015(J507)焊条。在埋弧焊时，通常采用 H08A 焊丝和HJ430、HJ431、SJ301 焊剂。当板厚较大、坡口较深时，焊丝需换成 H08MnA。【知识模块】 常用金属材料的焊接10 【正确答案】 Q345(16Mn)钢是我国产量最
15、大、应用最广的低合金高强度结构钢，其屈服强度大于或等于 345MPa，广泛地应用于制造压力容器、锅炉、桥梁、机车车辆及各种工程机械。由于该钢是在低碳钢的基础上增加锰含量而形成的，合金元素含量较少，碳当量不高(一般 CE 小于 040)，因此焊接性良好。Q345 钢焊前一般不需要预热，焊后不需要热处理。但由于其淬硬倾向比低碳钢稍大，在焊接结构刚性大、厚度大或环境温度较低时，也需要采取预热，焊后消除应力热处理措施，并应在焊接中创造低氢条件。(1)对于一般结构，可以选用 J502、J503 酸性焊条；对于重要结构，应选用 J506、J507 等碱性焊条；对于高压容器，应选 E5015 一G、E501
16、6 一 G 焊条。(2)使用 E5001、E5003 酸性焊条时，当板厚超过 20mm 时，预热至 100以上；使用 E5015、E5016 、E5018 碱性焊条时，当板厚超过 32mm时，预热至 100以上。焊条电弧焊时 Q345(16Mn)预热条件与焊件厚度的关系见表 79。 (3)定位焊应在 5以上进行，当气温低于 5时应稍预热。定位焊长度应大于 50100ram ，间距要小。定位焊一般采用较大电流和较慢的焊接速度，熄弧前应填满弧坑。(4)使用 4 0mm 焊条时，焊接电流为 160 一 180A，电弧电压为 2122V ；使用5 0mm 焊条时，焊接电流为 210240A，电弧电压为
17、 2324V 。(5)对于刚性极大的结构，就是在一般气温下，也应注意采取一定的措施。例如预热、合理的施焊顺序、合理的操作工艺、合理的焊缝成形系数等。(6)当 16Mn 钢与低碳钢焊接时，焊接材料与焊接工艺均按 16Mn 钢的要求进行，对于受压部件，可按低碳钢要求进行。(7)当板厚等于或大于 30mm 时，应采取 600650回火处理，以消除焊接残余应力。【知识模块】 常用金属材料的焊接11 【正确答案】 (1)对于开 I 形坡口的薄板，选用 H08A 焊丝配合 HJ431 或 SJ301焊剂；对于开坡口的中厚板，选用 H08MnA 或 H10Mn2 焊丝配合 HJ431 或 SJ301焊剂；对
18、于开坡口的厚板，选用 H10Mn2 或t08MnMoA 焊丝配合 HJ350 焊剂。(2)板厚大于 50mm 时，预热温度为 100120。(3)一般情况下，使用 4mm焊丝时，焊接电流为 600680A，电弧电压为 3438V，焊接速度为 2030mh；使用mm焊丝时，焊接电流为 650720A，电弧电压为 3640V，焊接速度为 2532mh。不同板厚的对接接头和 T 形接头的焊接工艺规范参数见表 7 一 10 和表 7一 11。(4)焊后热处理：当板厚大于 50mm 的重要承载部件应进行消除应力热处理，温度为 600650，保温时间为 25minmm。【知识模块】 常用金属材料的焊接12
19、 【正确答案】 (1)焊接材料。采用 H08MnMoA 配合 HJ431 或H360 焊剂。(2)焊接参数。焊丝直径为 3mm，当板厚为 3060mm 时，使用单丝；板厚为 65100mm 时，使用双丝；板厚在 100mm 以上时，使用三丝。(3)焊后热处理。将焊件加热至 910930，保温时间为 1minmm，空冷。正火处理后进行无损检测，合格后进行 600650回火处理。【知识模块】 常用金属材料的焊接13 【正确答案】 Q390(15MnV)和 Q390(15MnTi)是屈服强度均为 390MPa 级的低合金高强度结构钢。这两种钢合金元素含量均比较少，焊接性良好，而且相近。可以采用焊条电
20、弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊等各种焊接方法焊接。一般情况下，焊前不需要预热，焊后也不需要热处理。但由于这两种钢具有一定的淬硬倾向，当板厚等于或大于 28mm 时，焊前应预热 100 一 150，而且焊后应进行消除应力热处理，热处理温度为 600650。另外，由于两种钢对过热比较敏感，宜采用比较小的热输入焊接。焊条电弧焊时，对于不开坡口的薄板，可选用 E5015(J507)、E5016(J506)焊条焊接；对于开坡口的厚板，应选用 E5515(J557)、E5516(J556)焊条焊接。埋弧焊时，对于不开坡口的薄板，可采用 I-108MnA 焊丝配合 HJ431 或HJ430 焊剂焊接；对于
21、开坡口的中厚度板，可采用 H10Mn2 或 H10MnSi 配合HJ431 或 HJ430 焊接焊接；对于开深坡口的厚板，应采用 H08MnMoA 配合HJ350、HJ250 或 SJlOl 焊剂焊接。CO 2 气体保护焊时，可选用 H08Mn2Si 或H08Mn2SiA 焊丝焊接。【知识模块】 常用金属材料的焊接14 【正确答案】 Q420(15MnVN)钢的淬硬倾向并不严重，焊接性比较好。在一般情况下，在板厚大于 25mm 和环境温度在 OC 以上时，焊前应预热 100 一 150。对于刚性较大的重要结构，在焊条电弧焊以后，还应进行(55025)的消除应力热处理，升温速度为 60 一 80
22、h(300 以下不控制)。保温时间为：每增加 25mm厚增加 1h，最低不得小于 12h。降温速度为 4060h(300 以下不控制)。由于 Q420 钢的热影响区对过热比较敏感，施焊时采用较小的焊接热输入为宜。焊条电弧焊时，对于开 I 形坡口的薄板，可选用 E5515(J557)、E5515 一 G(J557MoV)焊条；对于开坡口的厚板，应选用 E6015(J607)、E6016(J606)等焊条。当焊条直径为3 2mm 或 4mm时，焊接热输入应控制在 1555kJcm 范围内，当焊接低温结构时，应控制在 1528kJcm 范围内。埋弧焊时，当板厚较薄、不开坡口时，可采用 H08MnMo
23、A 焊丝配合 HJ350 或 SJl01 焊剂焊接；当板材较厚、开有深坡口时，应采用 H08Mn2SiA 焊丝配合 HJ350 或 sJlOl 焊剂焊接。焊接热输入控制在20 一 50kJcm 范围。CO 2 气体保护焊时，可选用 H08Mn2SiA 焊丝焊接。【知识模块】 常用金属材料的焊接15 【正确答案】 焊接奥氏体不锈钢时产生的晶间腐蚀一般是在 450850温度下，由于晶粒边界形成贫铬层，使晶界附近的金属含铬量低于 12时，就失去了抗腐蚀能力。在腐蚀介质作用下，即产生晶间腐蚀。焊接时应采取以下措施：(1)控制含碳量。碳是造成晶间腐蚀的主要元素，应选用含碳量小于 003的焊材。(2)添加
24、稳定剂。在钢材和焊接材料中加入钛、铌等元素，提高抗晶间腐蚀的能力。(3)进行固溶处理。在焊后把焊接接头加热到 10501100，然后迅速冷却，稳定奥氏体组织。另外，也可以进行 850900保温 2h 的稳定化热处理。(4)采取双相组织。在焊缝中加人铬、硅、铝、钼等，使焊缝造成奥氏体+铁素体的双相组织。一般控制焊缝金属中铁素体含量为 5一 10。(5)减少焊接热输入。在焊接工艺上，采用小的焊接电流、大的焊接速度和短弧多道焊，待一层焊完冷却后再焊下一层，甚至可用浇冷水等措施来加速焊缝的冷却。另外还必须注意焊接顺序，与腐蚀介质接触的焊缝应最后焊接，尽量不使它受重复热循环作用。【知识模块】 常用金属材
25、料的焊接16 【正确答案】 不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后，出现冲击韧度下降的现象称为脆化。主要包括 475脆性、 相脆化、熔合线脆断三种现象。 (1)475脆性。是铬的质量分数大于 15并含有较多铁素体相的钢在 350550温度范围内长时间停留或在这个温度范围内缓冷时出现的一种脆化现象。可以通过重新加热至580650t2 保温 15h 快冷来消除 475脆性。(2)熔合线脆断。是指不锈钢焊件在高温下长期使用，在沿焊缝熔合线处几个晶粒的地方，会发生脆断的现象。(3)相脆性。主要发生在铬的质量分数大于 15的高铬铁素体钢及其焊缝中，在奥氏体钢及其焊缝中也会发生。可以通过重新加热至一定温度，使
26、相溶解，随后快速冷却来消除 相脆性。高铬铁素体钢加热温度为 820以上，188 型钢加热温度为 700以上，2520 型钢加热温度为 980以上。【知识模块】 常用金属材料的焊接17 【正确答案】 奥氏体不锈钢可以选用所有常用的焊接方法。各种熔焊方法的适用性见表 712。最常用的是焊条电弧焊和氩弧焊。对于厚度较薄的不锈钢焊件，以手工钨极氩弧焊应用较多。它的突出优点是焊缝成型好、无熔渣、电弧稳定、热能力集中、焊件变形小、焊缝质量可靠。熔化极氩弧焊主要用于焊接板厚大于3mm 的焊件，一般采用直流反接电源。为使熔滴以喷射形式过渡，要求有足够大的电流密度。【知识模块】 常用金属材料的焊接18 【正确答
27、案】 焊接奥氏体不锈钢时，产生热裂纹的因素为：(1)铬镍奥氏体不锈钢成分复杂，含有较多的能够形成低熔点共晶体的合金元素和杂质。(2)奥氏体结晶的枝晶方向性强，容易造成偏析聚集。(3)奥氏体的线膨胀系数大，冷却时焊缝收缩应力大。为防止产生热裂纹，应采取以下措施：(1)控制焊缝组织。焊缝为奥氏体加少量铁素体双相组织，不仅能防止晶间腐蚀，也有利于减少钢中低熔点杂质偏析，阻碍奥氏体晶粒长大，防止热裂纹。(2)控制化学成分。对 188 型不锈钢，应减少焊缝中镍、碳、磷、硫元素的含量和增加铬、钼、硅、锰等元素的含量。(3)选用小功率焊接参数和冷却速度快的工艺方法，避免过热，提高抗裂性。(4)选用适当的药皮
28、类型焊条。不锈钢焊条选用见表 713。【知识模块】 常用金属材料的焊接19 【正确答案】 (1)1mm 以下的薄板容易烧穿，一般不宜采用焊条电弧焊。当对接接头板厚超过 3mm 时必须要开坡口。坡口可以用机械加工、等离子切削、碳弧气刨等方法进行加工。为了避免焊接时碳和杂质进入焊缝，焊前应将焊缝两侧 20 一30mm 范围内清理干净并用丙酮擦洗，然后涂上白垩粉，以免钢材表面被飞溅金属附着和划伤。点固焊缝的长度和间距可按板厚来决定。点固焊缝高度最好不超过焊件厚度的三分之二。(2)不锈钢焊条有酸性钛钙型焊条和碱性低氢型焊条两种。钛钙型不锈钢焊条用的较多。低氢型不锈钢焊条的抗热裂性能较高，但抗腐蚀性稍差
29、。(3)为了防止焊接接头在危险温度范围(450850)停留时间过长而产生贫铬区，防止接头过热产生热裂纹，焊接铬镍奥氏体不锈钢要采用小电流快速焊。为避免基本金属过热和加强熔池保护，施焊时要用短弧焊，焊条不做横向摆动，以窄焊道为宜。(4)焊接电流要比低碳钢降低 20左右，电流与焊条直径之比不超过 2530Amm，而低碳钢焊接时不小于 40 一 50Amm。起焊时不能随便在钢材上引弧，施焊中运条要稳，收弧时应填满弧坑。(5)多层焊时，每焊完一层要彻底清除熔渣，仔细检查焊接缺陷，有缺陷时要及时铲除，待前道焊缝冷却到 60以下时再焊后一道焊缝。在焊接顺序上要先焊非工作面，后焊与腐蚀介质接触的工作面。(6
30、)为了防止热裂纹和晶间腐蚀，条件允许时可以采取强制冷却，必要时，焊后进行热处理，以改善焊接接头的性能。奥氏体不锈钢焊条电弧焊焊接规范见表 714。【知识模块】 常用金属材料的焊接20 【正确答案】 埋弧焊适用于 6mm 以上的中厚板奥氏体钢焊接，具有生产效率高、焊接参数稳定、焊缝成形好等优点。缺点是热输入量较大，因此在焊接 188型钢时，要求焊缝要有较多的 相才能避免热裂纹，但这恶化了焊缝的塑性和韧性。而且在焊接高镍稳定的奥氏体钢时，由于柱状晶更为发达，加之焊剂对焊缝的渗 si作用，能增大热裂纹倾向。同时，大的热输入还能降低 188 型钢接头的耐蚀性。埋弧焊时，不能采用高锰高硅焊剂(如 HJ4
31、31)，因为会造成 Si、Mn 大量渗入焊缝，同时，还使有益的合金元素被大量烧损，因此通常选用中性或碱性焊剂。国产的烧结焊剂有 SJ601 和 SJ641 两个牌号。熔炼焊剂有无锰中硅中氟和低锰低硅高氟焊剂，如 HJ150、HJl51、HJl5lNb、HJ172 等。HJl51Nb 适于焊接含 Nb 的不锈钢，能解决脱渣难的问题。常用奥氏体不锈钢埋弧焊焊丝与焊剂选用见表 715。施焊时，反面应加垫板或焊剂垫。在保证焊透的条件下，应采用小电流、快速焊接。奥氏体不锈钢埋弧焊的焊接参数见表 716。【知识模块】 常用金属材料的焊接21 【正确答案】 氩弧焊的焊接接头有较高的质量，所以，对于厚度较薄的
32、不锈钢焊件，通常采用氩弧焊，其中又以手工钨极氩弧焊应用最为普遍。(1)手工钨极氩弧焊用于焊接 053mm 的不锈钢薄板。一般采用直流正接，也可以采用交流弧焊电源。厚度大于 3mm 的不锈钢，可采用熔化极氩弧焊，此时用直流反接或用交流弧焊电源。(2)氩弧焊的焊丝一般与基本金属相同，也可根据钢材的化学成分和使用条件从有关手册中选用。其中，188 型不锈钢氩弧焊时一般采用 HOCrl8Ni9或 H1Crl8Ni9Ti 焊丝。用 H1Crl8Ni9Ti 焊丝时，飞溅较少，焊缝成型良好，并具有良好的抗晶间腐蚀性能。HCrl8NillMo 焊丝可用于在高温下工作的设备。(3) 氩气的纯度不得低于 996。
33、为了获得高质量的焊缝，常在氩气中掺入 2一 5氧气可以细化熔滴尺寸，达到电弧稳定、成形良好以及去氢的目的。(4)必须采取背面充氩保护工艺，使焊缝背面受到氩气的保护，防止接头因氧化而产生未熔合缺陷，即背部焊道“ 发渣” 现象，可以通过在工件背面充氩气或者在焊件背面用焊剂保护的方法来防止。不锈钢管道钨极氩弧焊焊接时的背面保护措施如图 71 所示。(5)焊接速度适当快些为佳，这有利于减小焊件的变形和减少焊缝中的气孔，但也不应过快，以免造成焊缝不均匀和形成未焊透等缺陷。施焊过程中，焊枪不应作横向摆动，以减少过热区。手工钨极氩弧焊焊接规范见表 717。【知识模块】 常用金属材料的焊接22 【正确答案】
34、在不锈钢氩弧焊过程中，可以通过观察焊缝表面颜色来判断氩气的保护效果。当采用 9999的氩气作为保护气体，焊缝表面颜色呈银白、金黄色时的保护效果最佳，呈蓝色时为良好，红灰色次之，灰色和黑色的保护效果不好，其中焊缝呈黑色时保护效果最差，应停止施焊，进行操作和气路系统的调整。【知识模块】 常用金属材料的焊接23 【正确答案】 对奥氏体不锈钢焊接接头进行酸洗钝化主要是为了增加奥氏体不锈钢焊件的耐腐蚀性而进行的一种表面处理方法。钝化处理的流程为：焊件表面清理和修补酸洗水洗、中和钝化水洗和吹干。(1)处理前先对焊件进行表面清理和修补，将表面损伤的地方修补好，用手提砂轮磨光，最后把焊缝上的渣壳和附近的飞溅物
35、清除干净。(2)酸洗的目的是去除氧化皮。因为经热加工的不锈钢及焊接热影响区都会产生一层氧化皮，影响其耐腐蚀性。酸洗有酸液酸洗和酸膏酸洗两种方法。酸液酸洗有浸洗和刷洗两种。酸液的配方如下：浸洗酸液配方：硝酸(密度 142gem 3)的质量分数为 20、氢氟酸 5、其余为水，酸洗温度为室温。刷洗酸液配方：盐酸 50+水 50。酸膏配方：盐酸(密度 119gcm 3)20ml、水100ml、硝酸(密度 142gem 3)30ml、膨润土 150g。浸洗法适用于较小的设备和零件。浸洗时，将设备和部件浸没在酸洗液里 2545min，取出后用清水冲净。刷洗法适用于大设备，用刷子蘸取酸洗液刷洗，到呈白亮色为
36、止，再用清水冲净。(3)钝化是在酸洗后进行。钝化液的配方为：硝酸 5ml、重铬酸钾 1g、水 95ml。处理温度为室温，处理时间 1h。方法是将钝化液在焊件表面揩一遍，保持 1h 后用冷水冲，用布仔细擦洗，最后用热水冲洗干净，并将其吹干。经钝化处理后的不锈钢，外表全部呈银白色，具有较高的耐腐蚀性。【知识模块】 常用金属材料的焊接24 【正确答案】 马氏体不锈钢有强烈的淬硬倾向，焊后残余应力较大，容易产生裂纹。为了提高焊接接头的塑性，减少内应力，避免产生裂纹，焊接马氏体不锈钢时应注意以下几点：(1)采用除气焊以外的所有熔焊方法进行焊接，例如焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊等。当焊接接
37、头的拘束度较大时，最好采用钨极氩弧焊或熔化极氩弧焊。在不使近缝区过热脆化的前提下适当增大焊接热输入，可减小产生冷裂纹的倾向。(2)由于这种钢具有很大的冷裂敏感性，焊前必须严格清理焊件、烘干焊条，使焊接保持低氢甚至超低氢条件。(3)焊接材料的选择。当选用与母材成分相近的焊条时，焊后需进行回火处理；当选用奥氏体焊条时，焊后可不进行热处理。马氏体不锈钢焊条选用见表 7 一 18。焊条电弧焊时，通常采用低氢型焊条，焊前经 400450烘干两小时。埋弧焊应采用低硅高碱性或弱酸性的焊剂，如 HJl72、HJl73、HJ251 等。钨极氩弧焊主要用于多层焊时的封底焊和薄件焊接。 (4)焊前预热。预热温度首要
38、考虑钢中的含碳量，其次根据焊件厚度和刚性大小、焊接材料成分和焊接方法等来决定，马氏体不锈钢焊接时的预热温度参考见表 719。为防止脆化，预热温度不宜超过 400。(5)焊接参数应选用大电流，以减缓冷却速度。(6)焊后缓冷。一般应缓冷到 150 一 200。(7)使用马氏体不锈钢焊条时，为提高焊接接头的塑性、韧性及抗腐蚀性，焊件应及时进行高温回火处理。【知识模块】 常用金属材料的焊接25 【正确答案】 (1)可采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊等焊接方法焊接。尽量采用小的热输入、窄焊道等焊接技术。(2)焊接时将焊件预热 100一 150，含 Cr 量越高，预热温度越高。 (3)焊条可
39、用铬镍不锈钢焊条或铬不锈钢焊条，焊接铁素体不锈钢用焊条见表 720。铁素体不锈钢埋弧焊焊剂与配用焊丝见表 721。采用铬镍奥氏体不锈钢焊条时，不用进行焊前预热和焊后热处理。(4)避免连续施焊。多层焊时应控制层间温度高于 150，采用小的焊接热输入。如焊条电弧焊采用快速短弧操作，不摆动，采用直线形运条法施焊。(5)焊后进行回火处理。回火温度 750800，改善焊件的塑性，提高耐蚀性。回火后必须快冷，防止出现 475脆性和相脆化。【知识模块】 常用金属材料的焊接26 【正确答案】 背面自保护 TIG 焊丝是日本油脂公司生产的 TGF 系列不锈钢钨极氩弧焊背面自保护焊丝。背面自保护 TIG 焊丝(T
40、GF 系列)化学成分见表 722。这是一种特殊的涂层焊丝，焊接时，不锈钢背面不用充氩保护，保护药皮会渗透到熔池背面，形成一层致密的保护层，使背面不受氧化。冷却后这层渣壳会自动脱落。涂层不会影响正面的电弧和熔池形成。但焊丝较贵，焊接成本高，不适合大批量的打底焊工作，主要在采用氩弧焊打底，背面充氩保护工艺不能或不能很好实行的情况下采用该种焊丝。如管道施工中，现场安装焊口可采用该焊丝来保证打底焊的质量。不锈钢管道背面自保护焊接技术具有：背面渣壳剥脱性好、可以进行全位置焊接、焊接质量优良及耐腐蚀性强等特点。但在焊接时，应注意以下问题：(1)该焊丝只适合单面焊双面成形底层焊专用，不适用第 2 层以上焊道
41、，容易夹渣。(2)管道应加工成 V 形坡口，组对时一定要留有间隙。(3)根据板厚选择合适的焊接电流。(4)为供给焊道背面充分的熔渣，焊接时必须留有足够的间隙，以保证形成穿透的熔孔。(5)为保证熔融适量的焊丝，应采用快速送进均匀前进的运条方法。【知识模块】 常用金属材料的焊接27 【正确答案】 以 cr、M o 为主要合金元素的低合金耐热钢，基体组织是珠光体(或珠光体+铁素体)称为珠光体耐热钢。其焊接工艺要点如下：(1)焊接材料选择要根据钢材的化学成分和工作温度。珠光体耐热钢焊接材料的选用见表 723。(2)预热。依据不同钢材及工艺条件，选择不同的预热温度。为保证焊接质量，不论在定位焊或正式施焊
42、过程中，焊件都应预热并保持为 80150。用氩弧焊打底和 CO2气体保护焊时，可以降低预热温度或不预热。(3)焊接接头的坡口形式和尺寸设计时，应尽量减小焊缝的横截面积。在保证根部全焊透的前提下尽量减小坡口张开角或减小 U 形坡口底部圆角半径和缩小坡口宽度，以使焊接过程在尽可能短的时间内完成。(4)保温焊和连续焊。保温焊是指在整个焊接过程中，应使被焊工件(焊缝附近 30 一 100mm 范围)保持足够的温度。连续焊是指焊接过程最好不要间断。如果必须间断，则在间断时应使焊件缓慢均匀冷却，再焊之前仍要重新预热。(5)短道焊。为了使焊缝及热影响区缓慢冷却，在焊一条长焊缝时，每一道不要焊得太长，使被焊的
43、这一段在较短时间内重复受热。在有辅助加热措施时，此法一般不采用。(6)锤击焊缝。在厚板多层焊时，每焊完一根或两根焊条，可对焊缝进行锤击，以消除内应力，改善焊缝的机械性能。锤击应在温度高于 30时进行，锤击力量不应过大。(7)自由状态下焊接。焊接时焊缝的拘束度不能过大，以免造成过大的刚度。(8)焊后缓冷。铬钼耐热钢焊后必须采取缓冷措施。焊后立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区。(9)焊后热处理。铬钼耐热钢焊后必须进行热处理。如条件许可，应在焊后立即进行，以免产生延迟裂纹；如果条件不允许，则要做到焊后保温缓冷。铬钼耐热钢焊接工艺及焊后热处理见表 724。(10)铬钼耐热钢最好是在退火状态下进行焊接，特别
44、是含铬量高的时候。【知识模块】 常用金属材料的焊接28 【正确答案】 焊接铬钼耐热钢时，预热是为了防止裂纹。因为铬钼耐热钢加热以后在空气中冷却时，具有明显的淬硬倾向。焊接时在焊缝和热影响区很容易出现硬而脆的马氏体组织。这不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，常常导致焊缝的热影响区发生裂纹。铬钼耐热钢的焊缝及热影响区淬硬倾向与下列因素有关：含碳和含铬量越多，硬化越严重；钢板越厚，截面积越大，硬化越严重；焊接时产生的热量越小，硬化越严重；焊件不预热或预热温度过低，硬化越严重。铬钼耐热钢易产生裂纹，除因为焊缝区组织硬化外，氢的扩散也是一个原因，因此预热和缓冷也有利于氢的逸出。铬钼耐热钢焊
45、接工艺及焊后热处理见表 724。【知识模块】 常用金属材料的焊接29 【正确答案】 (1)马氏体耐热钢虽然可采用各种焊接方法进行焊接，但由于钢的冷裂倾向大，对氢致延迟裂纹非常敏感。因此，必须严格保持在低氢甚至超低氢条件下焊接，同时还应保持较低的冷却速度。对于拘束度较大的接头，最好采用 TIG焊和 MIG 焊。(2)为确保马氏体耐热钢焊接接头的使用性能，一般要求焊缝化学成分和母材成分相近，当焊件高温预热和热处理困难，且接头性能允许不同于母材时，可选用奥氏体钢焊接材料，使焊缝合成为奥氏体组织以提高接头的抗裂性能。常用马氏体耐热钢焊接材料选用见表 725。(3)预热温度应根据钢的碳含量、接头厚度和拘
46、束度以及焊接方法来确定。通常是在保证不裂的情况下预热温度尽可能降低。特别是厚壁件，一般预热 300400，对壁厚小于 6mm 的管子可不预热。常用马氏体耐热钢的预热和焊后热处理温度见表 726。(4)焊接时，尽量一次焊完。若中途不得不停止焊接，则应用石棉布包扎缓冷，再焊前再预热。定位焊时也要注意防裂，定位焊长度应为管壁厚度的 23 倍(或3mm)，定位焊厚度宜为管壁厚度的 60一 70(或15mm)，定位焊所用的焊条应与正式焊接用的焊条相同，或选用塑性、韧性更好的焊条。收弧时容易产生弧坑裂纹，为防止收弧时的弧坑裂纹可采用将弧坑填满，然后将电弧引向焊缝一侧的母材上或熔池后端的焊缝尾部收弧，也可以
47、调节焊接电流，在收弧时使电流衰减，待弧坑填满后熄弧。(5)马氏体耐热钢焊后不能立即进行回火处理，而是焊后缓冷到 100150，保温052h，随后立即回火。(6)马氏体耐热钢焊后回火温度不得高于母材调质的回火温度。如果使用奥氏体钢焊接材料时，预热温度可降低 150200或不预热，焊后也可不热处理。常用马氏体耐热钢的预热和焊后热处理温度见表 726。【知识模块】 常用金属材料的焊接30 【正确答案】 (1)各种焊接方法均可用于低温钢焊接，如焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护焊、CO 2 气体保护焊等。 (2)低镍低温钢焊接时，焊接材料的含镍量应与母材相同或高于母材，同时对锰、硅加以
48、限制，应尽量降低焊缝中含碳量和硫、磷杂质含量。焊接铁素体低温钢时，为保证焊缝具有良好的低温韧性，选用含镍量为 05一 15的低镍焊条。钨极氩弧焊和熔化极惰性气体保护焊时，应选用含镍量在 15一 25的焊丝。埋弧焊时，可采用 cMn焊丝配合能过渡 Ti 和 B 的碱性粘接焊剂，或中性熔炼焊剂配合含 MnMo 焊丝，或碱性熔炼焊剂配合含镍的焊丝。常用低温钢埋弧焊时焊剂与配用焊丝见表 727。 (3)采用偏小的焊接热输入和小直径焊条或焊丝。(4)采用无摆动的快速多层焊工艺，从而减小焊道过热和利用后一焊道对前一焊道的热作用，得到细化晶粒的作用。(5)焊前通常都不需要预热，但是如果焊件刚性比较大，也需要采取预热措施，但温度不能太高，一般应控制在 100150。(6) 层间温度不大于 300，不得连续施焊。氩弧焊时，不能填丝后再将焊缝表面重熔一下，即焊道退火，改善焊缝韧性。(7)对于铁素体类低温钢，当焊件板厚大于 15mm 时，焊后多采用消除应力热处理。但是对于具有回火脆性的含镍低温钢，应注意回避回火脆化温度。而 9Ni 钢当板厚小于 50mm时，焊后可不进行消除应力热处理。【知识模块】 常用金属材料的焊接
