发布时间 : 星期四 文章金属工艺学各章节习题、综合测试题（含答案）更新完毕开始阅读
熔渣呈玻璃状，易脱渣 焊接时烟尘较少 药皮成分氧化性强、易腐蚀有用合金，合金元素过渡性差 脱硫、脱磷能力差，抗裂性差 焊缝中含氢量高，易生“白点”，影响塑性 焊缝常温冲击韧度一般 用于一般钢结构，生产率高 熔渣呈结晶状，坡口第一层脱渣较困难 焊接时烟尘稍多，产生HF有读性气体，应加强通风 药皮成分有还原性、合金烧蚀少，合金元素过渡效果好 有较多CaO，脱硫、脱磷能力强，抗裂性好 焊缝中含氢量低 焊缝常温、低温冲击韧度较高 用于锅炉压力容器的受压元件与正要结构
21、与手弧焊相比，埋弧自动焊有什么特点？
解： 埋弧自动焊与手弧焊相比，有以下特点：
（1）生产率高 埋弧自动焊使用的光焊丝可通过较大的电流（100A以上），能得到计较高的熔敷速度和较大的熔深；焊丝很长，卷成盘状，焊接过程中连续施焊，节省了更换焊条的时间。所以，它比手弧焊的生产率提高5～10倍。
（2）焊接质量高而且稳定 埋弧自动焊焊剂供给充足，电弧区保护严密，熔池保持液态时间较长，冶金过程进行得较为完善，气体和杂质易于浮出，同时，焊接规范自动控制调节，所以，焊接质量高而稳定，焊缝成形美观。
（3）节省焊接材料 对于较厚的焊件（30～25mm），可不开坡口，一次焊透，焊丝填充量减少，节约了由于加工坡口而消耗的金属材料；而且没有焊条头的浪费，飞溅很少。
（4）改善了劳动条件 埋弧自动焊看不见弧光，焊接烟雾很少。焊接时，只要焊工调整管理埋焊机就自动进行焊接。
由于以上特点，埋弧自动焊在工业生产中已得到广泛应用，它最适于焊接批量较大的长直焊缝和较大直径的环形焊缝。
但埋弧焊也有不足之处，如焊短焊缝和曲折焊缝时，不如手弧焊灵活；在焊接位置上仅用于平焊；对于狭窄位置及薄板焊接，埋弧自动焊也受到一定限制。 22、CO2焊和氩弧焊各有什么特点？ 解： CO2焊有以下特点：
（1）成本低 可采用廉价易得的CO2气体代替焊剂或药皮，焊接成本仅是埋弧焊或手弧焊的40%左右。
（2）生产率高 自动送进焊丝，电流密度大，电弧热量集中，熔深比手弧焊大，可减少施焊层数和角焊缝焊角尺寸，焊后没有熔渣，节省了清渣的时间，可比手弧焊提高生产率1～3倍。
（3）操作性好 CO2焊是明弧焊，清楚地看到焊接过程，容易发现问题而及时调整，并且象手弧焊一样灵活，适于各种焊接位置。
（4）质量较好 选用合适的焊丝并注意操作时，焊接质量还是比较好的。由于电弧在压缩下燃烧，热量集中，因而变形和产生裂纹的倾向较小。焊接薄板时，由于气焊。
但是，CO2的氧化作用时熔滴飞溅较为严重，因此，焊缝成形不够光滑。另外，焊接烟尘较大，弧光强烈；如果控制不当，很容易产生气孔。 氩弧焊特点：
（1）由于用惰性气体保护，所以适用于焊接各类合金钢、易氧化的有色金属，以及锆、钼等稀有金属。
（2）氩弧焊电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，表面没有熔渣，而且成形美观，焊接变形小。
（3）明弧可见，便于操作，容易实现全位置自动焊接。
（4）钨极脉冲氩弧焊可焊接0.8mm以下的薄板及某些异重金属。 23、电渣焊的特点是什么？ 解：（1）可一次焊成很厚的焊件 这样能改变重型机器制造的工艺过程，用铸—焊、锻—焊的复和结构，来代替巨大的铸造或锻造整体结构，节约大量的金属材料和铸、锻设备的投资。
（2）生产率高、成本低 焊接厚度在40mm以上的焊件时，不需开坡口，只要使焊接端面之间保持25～35mm的间隙就可一次焊成。
（3）焊缝金属比较纯净 电渣焊的熔池保护严密，而且液态保持的时间较长，因此冶金过程进行的比较完善，熔池中的气体和杂质有较充分的时间浮出。由于冷却条件，焊缝金属的结晶方向也利于排出低熔点杂质，故焊缝金属不易产生气孔、夹渣等缺陷。
（4）适于焊接中碳钢与金属构钢 焊缝区焊后冷却速度较慢，焊接应力小，对于焊接碳当量较高的钢材不易出现淬硬组织，因而适于焊接塑性较差的中碳钢与合金结构钢。
但因焊缝区在高温停留时间较长，晶粒粗大，因此，一般都要进行焊后热处理，如火处理，以改善其性能。
24、等离子弧是怎样得到的？
解：等离子弧是通过三种压缩效应得到的。
（1）热收缩效应 当钨极与焊件之间的电弧通过水冷喷嘴时，受到喷嘴孔壁及不断流过的等离子气流的冷却作用，弧柱外围温度较低，导电截面缩小，电流集中于弧柱中心通过，其密度大大增加。
（2）机械压缩效应 电弧通过喷嘴的细孔时受到的压缩作用。 （3）电磁收缩效应 电弧可看成是一束平行的“导线”，其中通过同一方向的电流，其自身磁场所产生的电磁力，使这些导线互相吸引靠近，弧柱又进一步被压缩。 25、请说明激光焊的特点及其适用场合。 解： 激光焊的特点
（1）加热过程极短（以毫秒记），精度高，热影响小，变形小，可在大气中焊接，而不需气体保护或真空环境。
（2）激光束可用反光镜改变方向，焊接过程中不用电极去接触焊件，因而可以焊接一般点焊工艺难以焊到的部位。
（3）激光可对绝缘材料直接焊接。焊接异种金属材料比较容易，甚至能把金属与非金属焊接在一起。
（4）功率小，焊接厚度受到一定限制，主要用于焊接0.5mm以下的金属板材和直径为0.6mm以下的金属线材。
激光焊的应用
激光焊特别适用于焊接微型、密集排列、精密、受热敏感的工件。大功率二氧化碳气体介质激光器的连续激光焊，能成功地焊接不锈钢、硅钢、铝、镍、钛等金属及其合金。 26、点焊两件薄厚不同或导热性不同的焊件时，应怎样进行焊接？
解：点焊两件厚度不同的焊件时，由于厚件内部电阻较大，产生较多的热量；而薄件内部电阻较小，产生较少的热量。另一方面，两焊件间的接触面离电极的距离也不同：厚件一边离电极的表面较远，散热较少；而薄件一边则相反，散热较多，结果使熔核偏向厚件。当两焊件的厚度差别愈大，则偏向也愈大，甚至使熔核全部在厚件内，从而使焊接完全失效。至于两焊件的导热性不同时，导热性好的材料可作为薄件看待。
焊接时，应在厚件一边采用工作表面直径或球面半径较大的电极，在薄件的一边则相反；或在薄件一边采用电阻较大的电极，而厚件一边采用电阻较小的电极。 27、等离子弧切割与气割相比有什么特点？试述其应用。
解：利用等离子弧可迅速将金属欲切部位熔化并立即吹掉而形成切口，与气割相比，等离子弧切割的特点是：切口窄、切割边质量好、切割速度快、热影响区小及变形小。
等离子弧切割主要用于气割所不能切割的材料，如不锈钢、高合金钢、铸铁、铜、铝及其合金以及非金属。
28、焊接接头有几个区域？各区域的组织性能如何？ 解：焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分。
（1）焊缝 焊缝金属的结晶形成柱状的铸态组织，由铁素体和少量珠光体组成。
焊接时，熔池金属受电弧吹力和保护气体的吹动，使熔池底壁的柱状警惕成长受到干扰，因此，柱状晶体呈倾斜层状，晶粒有所细化。又因焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰和硅等合金元素的含量可能比母材金属高，所以焊缝金属的性能不低于母材。
（2）熔合区 该区被加热到固相线和液相线之间，熔化的金属凝固成铸态组织，而未熔化的金属因加热温度过高而成为过热的粗晶粒，致使该区强度、塑性和韧性都下降，并引起应力集中，是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地。在低碳钢焊接接头中，熔合区虽然很窄，但在很大程度上决定着焊接接头的性能。
（3）热影响区 由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区又分为过热区、正火区和部分相变区。
1）过热区 焊接热影响区中，具有过热组织火晶粒明显粗大的区域，称为过热区。过热区被加热到AC3以上100～200℃至固相线温度区间，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，因而该区的塑性及韧性降低。对于易淬火硬化的钢材，此区脆性更大。
2）正火区 该区被加热到AC3至AC3以上100～200℃之间，金属发生重结晶，冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织（正火组织），其力学性能优于母材。
3）部分相变区 该区被加热到AC1～AC3之间的温度范围内，材料产生部分相变，即珠光体和部分铁素体发生重结晶，使晶粒细化；部分铁素体来不及转变，具有较粗大的晶粒，冷却后致使材料晶粒大小不均，因此，力学性能稍差。
29、阐述产生焊接应力和变形的原因。如何防止和减小焊接变形？
解：金属材料具有热胀冷缩的基本属性。由于焊件在焊接过程中是局部受热且各部分材料冷却速度不同，因而导致焊件各部分材料产生不同程度的变形，引起了应力。焊接时局部加热是焊件产生应力与变形的根本原因。
防止与减小焊接变形的工艺措施
（1）反变形法 用试验或计算方法，预先确定焊后可能发生变形的大小和方向，在焊前将工件安置在与变形相反的位置上，以抵消焊后所发生的变形。
（2）加余量法 根据经验，在焊件下料时加一定余量，通常为工件尺寸的0.1%～0.2%，以补充焊后的收缩，特别是横向收缩。
（3）刚性夹持法 焊前将焊件固定夹紧，焊后变形即可大大缩小。但刚性夹持法只适用于塑性较好的低碳钢结构，对淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用，以免焊后产生裂纹。
（4）选择合理的焊接顺序 如果在构件的对称两侧都有焊缝，应设法使两侧焊缝的收缩互相抵消或减弱。
30、减小焊接应力的工艺措施有那些？
解：（1）选择合理的焊接顺序 焊接平面形工件上的焊缝，应保证焊缝的纵向余横向能比较自由地收缩，如收缩受阻，焊接应力就要加大。
（2）预热法 即在焊前将工件预热到350～400℃，然后再进行焊接。预热可使焊接金
属和周围金属的温差减小，焊后又比较均匀地同时缓慢冷却收缩，因此，可显著减小焊接应力，也可同时减小焊接变形。
（3）焊后退火处理 这也是最常用的、最有效的消除焊接应力的一种方法。整体退火处理一般可消除80%～90%的焊接应力。
31、试比较下列钢材的焊接性。 钢 号 09Mn2Cu 09MnV 14MnMoV 主要化学成分WE×100 C 0.1 0.12 0,12 Mn 1.4 1.2 1.5 Cu 0.3 V 0.1 0.15 Mo 0.5 工件板厚 （mm） 10 50 50 解：低合金结构钢常用的碳当量公式为 Ceq?C? 故09Mn2Cu的碳当量为
MnCr?Mo?VNi?Cu??65151.4%0.3%??0.35a51.2%0.1%??0.34eCeq?0.1%? 09MnV的碳当量为
Ceq?0.12%? 14MnMoV的碳当量为
因为Ceq值越大，焊接性就越差，且工件板厚越厚，焊接性也越差，所以，根据已给
Ceq?0.12%?1.5%0.5%?0.15%??0.5e的板厚和计算的Ceq值，便可判断：09Mn2Cu的焊接性最好，09MnV的焊接性较好，
14MnMoV的焊接性较差。
32、试说明下列加工方法的主运动和进给运动：
1）车端面 2）车床钻孔 3）钻床钻孔 4）铣床铣平面 5）外圆磨床磨外圆 解：1）主运动----工件的旋转运动。 进给运动-----车刀横向进给运动
2）主运动----工件的旋转运动 进给运动-----钻头的轴向送给运动 3）主运动----钻头的旋转运动 进给运动-----钻头的轴向送给运动 4）主运动----铣刀的旋转运动 进给运动-----工件（工作台）的移动 5）主运动----砂轮的旋转运动 进给运动-----工件的轴向移动
33、当工件转速固定，车刀由外向轴心进给时，切削速度是如何变化的？ 解：切削速度越来越小。
34、粗加工和精加工工序，如何选择刀具的前角和后角？ 解：前角：粗加工----较小前角 精加工-----较大前角
后角：粗加工----较小后角 精加工-----较大后角
35、何谓切削运动？试分析车、铣、刨、磨、钻切削加工中的切削运动。
解：表面加工时，刀具工件的相对运动，即所谓切削运动，它是由主运动与进给运动合成的