材料连接原理

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1、1.对焊接热源有哪些共同的要求？描述焊接热源主要用什么指标？焊接热源应具有能最密度高度集屮，快速实现焊接过程，保证得到高质最焊缝和最小的焊接热影响区等特点主耍指标最小加热面积最大功率密度温度6•熔合比的表达式和影响因素？多层焊时，如果各层间熔合比是恒定的，试推导第n层焊缝金属的成分。在焊缝金加中局部熔化的母材所占的比例，称为熔合比03=(Ww-Wd)/(Wb-Wd)Ww—焊缝金属＞11合金元索的实际浓度Wb—钙元素在母材屮的质量百分浓度Wd—熔敷金属中该元素的质量百分浓度影响因素：焊接方法、焊接工艺参数、接头尺寸形状、坡口形状、焊道数目及付材的

2、热物理性质、悍接材料种类、悍条(炸丝)的倾角等因素。因为Wl=eWb+(1-e)WdW2=0W1+(1-0)Wd=Wd-(Wd-Wb)08cr=/E(丄+」)=()・73C7?22cp500-To800-To8-12cm>0.755cr=0.55cm,2^1(500-To800-To)*12•为何酸性焊条宜用猛铁脱氧？而碱性焊条宜用硅猛联合脱氧？为什么要控制W[Mn]/W[Si]的比值？增加镒在金属中的含量，或减少MnO的活度，都可以提高脱氧效果。酸性焊条宜用猛铁脱氧:[Mn]+[FeO]=[Fe]+(MnO),在酸性渣中含Si02和T102

3、较多，脱氧产物转化为MnO-Si02和MnO-Ti02复合物，减少了MnO的活度系数，提高了脱氧效果。碱性焊条宜用硅猛联合脱氧：在碱性渣中MnO活度系数较大，不利于血的脱氧，而且碱度越大,脱氧效果越差。故碱性焊条不宜用猛铁脱氧。[Si]+2[FeO]=2[Fe]+(SiO2),SiO2与MnO生成复合物MnO-SiO2,使MnO活度系数降低。而MnO•Si02密度小、熔点低，易上浮到渣中，故碱性焊条宜用硅猛联合脱氧。=O2Wb+(1・02)WdW3=eW2+(1-e)Wd=eW[Mn]/W[Si]过大，出现固态MnO；W[Mn]/W[Si]过小

4、，岀现固态Si02；均会导致焊缝中夹杂物过多，只有W[Mn]/W[Si]合理时，才生成低熔点的不饱和液态硅酸盐，使焊缝屮的含氧量降低。Wb+(1-o3)WdWn=0AnWb+(l-eAn)Wd即第N层金属的成分为Wn=0AnWb+(l-0An)Wd8.手工电弧焊接厚12mm的MnMoNbB钢，焊接线能量E=2kj/cm,预热温度为50度，求t8/5?附入=0.29J/(cms°C)CP=6.7J/(cms°C)16.J442焊条药皮中含w（TiO2）=28%、w（SiO2）=26.5%.w（CaO）“0・6%、w（猛铁）=12%,焊芯含w[Si

5、]=0.02%>w[0]=0.01%,而熔敷金属中却含w[Si]=0.15%>w[0]=0.05%,试分析其原因。⑴从焊缝成分看，⑸]大大增加，说明渗硅反应的激烈进行，熔渣中含有大量Si02及Mn・Fe增加了渗硅反应的可能性，所以钛钙型焊条具有和当强的由熔渣想焊缝过渡硅的能力，保证焊缝所必需的硅。但在熔池后部，⑸]可能参与沉淀脱氧，钛钙型焊条焊缝金属中存在的Si02非金属夹杂说明了该反应可能存在。⑵在保护正常情况下，焊缝增氧。说明电弧气氛中的氧化性气体使铁氧化、熔渣中（FeO）向熔滴金属中分配氧化以及熔渣中（MnO）、（Si02）的置换氧化存在

6、的。其中熔渣中（MnO）、（Si02）的置换氧化是主要增氧途径。1&试分析说明钛钙型（J422）焊条与碱性低氢型（J427）焊条，在使用工艺性和焊缝力学性能方面有哪些差别？工艺性对比钛钙型（J422）碱性低氢型（J507）电弧稳定性好差（含CaF2）飞溅少（细颗粒过渡）多（短路过渡）焊缝成型好差脱渣性好差（渣不松脆、膨胀系数差小）气孔敏感性小大焊接烟尘少多其他工艺性能如全位置炸接性，熔化系数等差别不大。机械性能対比：钛钙型（J422）（1）S、P、N控制较差，冷脆性、热裂纹倾向大。（2）[0]高，氧化夹杂多，韧性低（3）[H]高，抗冷裂能力差碱

7、性低氢型（J427）1.杂质S、P、N低2.[0]低，氧化夹杂少3.[H]低故低氢型焊条的犁性，韧性及抗裂性较酸性的钛钙型大人捉高，但具焊接工艺性能较差，对于铁锈，汕污，水分等很敏感。21•焊接熔池的结晶和铸锭的结晶过程有何区别？焊接熔池的熔池温度高，存在时间短，冶金过程进行不充分，氧化严重，热影响区人，冷却速度快，结晶易生成粗大的柱状晶。22•试简述焊接接头偏析的种类及产生原因。焊缝结晶过程的偏析根据偏析的特点分为两类：宏观偏析和微观偏析。（1）宏观偏析是由于林状晶倾向性方向使杂质偏聚于晶间及部分地区溶质浓度升高。在人范围内从断面即可发现引起

8、宏观组织改变甚至产生裂纹。①层状偏析周期性分布产生于悍缝的层状偏析，是结晶速度周期性变化引起的。从焊缝经侵蚀示的断面上发现有颜色不同的分层纽织。②焊缝