河南理工大学 2006-2007学年第 二 学期
《焊接理论基础》试卷（A 卷）
考试方式：闭卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的 90 %
复查总分 总复查人 要求：卷面整洁字迹工整
（本题 10 分，每空1分）一、填空题
1、氢在焊缝中结合成氢分子存在于缺陷处，这部分氢称为（ 残余氢 ）、而以氢原子或氢离子存在，可在焊缝中自由活动的氢称为（扩散氢）。
2、液相结晶时，结晶形态主要取决于合金中溶质的浓度C 0 ，结晶速度R 和温度梯度G ，当结晶速度R 和溶质浓度C 0不变时，随液相温度梯度的提高，成分过冷度的减小，从而使结晶形态由（ 等轴晶 ）、（ 树枝晶）、（胞状树枝晶）、（胞状晶 ）、（平面晶）。
3、易淬火钢焊接时的热影响区可分为（淬火区 ）、（ 部分淬火区）、（ 回火区）。
二、选择题（本题30 分，每题1.5分）每题至少有一个答案是正确的，多选、少选、错
选均不得分）
1、焊接区内的气体主要来源于( ACD )。 A 焊接材料 B 母材 C 焊条药皮 D 空气
2、焊接时, 不与氮气发生作用的金属,即不能溶解氮又不形成氮化物的金属，可用N 作为保护气体,这种金属是( AC )。
A 铜
B 铝
C 镍
D 铁 3、焊接熔渣的作用有( ABC )
A 机械保护作用
B 冶金处理作用
C 改善工艺性能
D 固溶强化
4、焊接熔池的结晶时,熔池体积小，冷却速度大，焊缝中以( AB )为主。 A 柱状晶 B 等轴晶 C 平面晶 D 胞状树枝晶
5、下面有关E5015（J507）说法正确的是( BCE )。
A 酸性焊条
B 碱性焊条
C 硅锰钛联合脱氧
D 锰脱氧
E 对油污，水蒸气的敏感性比J422大 6、按照等强匹配原则，下列适宜焊接Q235A 钢板的有 （ ABC ） A J422 B J427 C H08A + HJ431 D H10Mn2 + HJ431
7、打底焊道最易产生热裂纹,也最易产生冷裂纹,其主要原因是( AB )。 A 冷却速度快 B 应力集中 C 过热 D 过烧
8、有关甘油法测量扩散氢含量实验，下面说法正确的是（ABCD ） A 焊前焊条要烘干，试板要做去氢处理 B 焊前试板去氢处理方法为250℃，保温6-8小时
C 整个试难大致的步骤如下：焊前准备----焊接-----水冷-----清洗---吹干并放入气体收集器
D 吹干时若用热风会导致氢的逸出，会造成结果偏低
9、CO 2 气体保护焊焊接低碳钢或低合金钢时，有一种焊丝是我们经常选用的，它是( A )。 A H08Mn2SiA B H08A C H10Mn2 D H10MnSi
10、有利于改善焊缝抗热裂纹性能因素主要有( ABCD )。
A 细化晶粒
B 减少S
、P C 加入合金元素，使结晶区间增大 D 加入锰脱硫 11、按照对各组织对裂纹敏感性的排序，请将唯一正确的一组选出来( D ) A M T > F > B L >Bg > 岛状M-A 组元 > B U > M L B M L > F > B L >Bg > 岛状M-A 组元 > B U > M T C 岛状M-A 组元 > F > B L >Bg > M T > B U > M L D F > B L > M L > B U > Bg> 岛状M-A 组元 > M T 12、锰的作用主要有：( ABC )。
A 固溶强化
B 镇静熔池
C 脱氧
D 脱氮
13、焊缝中的夹杂不仅降低焊缝韧性,增加低温脆性,同时也增加了热裂纹和层状撕裂倾向,它在焊缝中的存在形态主要有条形夹杂和圆形夹杂。从化学成分上分析主要有以下三种( ABC ) A 氧化物 B 氮化物 C 硫化物 D 氢化物
14、手工电弧焊时 I=500A,U=37.5V, η=0.8 加热斑点区直径d H =3cm 有关热能集中系数K 和最大比热流q m 说法正确的是( AD )。注:q(r)=q m exp(-kr 2
) q=
dF r q A
?
)(=rdr r q π2)(0
?∞
，一般情况下，加热斑点集中了
电弧有效能量的95%，ln0.05= -2.996
A K =1.332
B K =2.402
C q m = 4781
D q m = 6353
15、为改善焊缝金属的组织性能，下列哪几种手段可以采用( ABCD)。
A 变质处理
B 锤击焊道表面
C 振动结晶
D 焊后跟踪回火处理
16 J422的熔渣具有氧化性，它最有可能属于以下哪种熔渣（ABC ）
A盐型渣B 氧化物型渣C 盐---氧化物型D 低氢型
17 D36钢是一种专用的抗层状撕裂钢。据此我们可推测（ABCD）
A 采用了精炼手段，严格控制了S，P的含量
B 控制了夹杂物的形态
C 断面收缩率大 D
18 有关应力腐蚀的下面说法正确的是（ABCD）
A应力腐蚀是一种选择性腐蚀 B 产生的条件是腐蚀介质和拉应力的存在
C 避免错边，强制组装有助于减少应力腐蚀
D焊后消除应力热处理也是减少该裂纹的一种方法
19 小铁研实验我们主要是用来测定钢材的冷裂纹倾向，其实验方法是两侧焊双y型拘束焊缝，试验焊缝为斜y型，需要检测三个地方裂纹率，这三个地方是（ABC ）
A 表面裂纹率
B 根部裂纹率
C 断面裂纹率
D 焊趾裂纹率
20 有关焊接热影响区的说法下面说法正确的是（ABCD）
A 热影响区中熔合区,过热区晶粒严重长大,是焊接接头的薄弱地带.
B 低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急热的条件下,会表现出高碳钢的行为
C 成分偏析严重,C.P.S高时易产生淬硬组织,裂纹.
D 热影响区的最高硬度是判断冷裂敏感性，不仅反映了化学成分的影响，也反应了组织的影响，有时比碳当量更为准确。
三、名词解释（本题8分，每小题2分）
M—A组元:在贝氏体转变区间,块状铁素体形成之后,待转变的的富碳奥氏体呈岛状分布在块状铁素体中,在一定的合金成分和冷却速度下,这些富碳奥氏体岛可转变为富碳马氏体和残余奥氏体,称为M_A组元。 (2)
再热裂纹：厚板焊接结构，并采用含有某些沉淀强化合金元素的钢材，在进行消除应力热处理或在一定温度下服役过程中，在焊接热影响区精晶部位发生的裂纹 (2)
脆性温度区：在熔池凝固的固液阶段,由于液态金属少(主要是低熔点共晶),在拉伸应力的作用下所产生的微小缝隙都无法填充,只要稍有拉伸应力就有产生裂纹的可能,故把这个阶段叫做脆性温度区.用
TB表示。…………………………………………………………………………………2分联生结晶: 熔池凝固时以柱状晶向焊缝中心生长, 形成所谓的交互结晶,也称联生结晶。……………..2分
残余扩散氢（H R100）：试验表明，焊接高强钢冷至100℃附近时，氢在某些部位发生聚集而起致裂作用。因此冷至100℃时的扩散氢含量称为残余扩散氢（H R100）。
四、判断对错（本题共20小题，每小2分）
1、防止氢气孔可在药皮中，焊剂中加入萤石（CaF2），形成在高温稳定并且不溶于液态金属的HF气体，降低熔池中氢量。√
2、低碳钢的不完全重结晶区,在急冷急热的条件下,会表现出高碳钢的行为。√
3、再热裂纹是焊接结构件焊接后产生的，多产生于焊缝。×
4、脱氧和合金过渡无联系,选择脱氧剂和合金剂可依用户对焊缝成分的要求加入即可过渡。×
5、在相同条件下,焊接45钢和40Cr,45钢的近缝区淬硬倾向大。√
6、同一15MnVN钢，一批含碳量为上限（0.20%），一批含碳量为0.16%，两者的晶粒粗化倾向及硬化
倾向是不同。×
7、焊接熔渣的碱度对金属的氧化、脱氧、脱硫、脱磷、合金过渡都有影响。√
8、焊接化学冶金过程是一个平衡过程，可以精确进行反应过程的定量计算。×
9、热影响区的最高硬度是判定钢种淬硬倾向的手段之一。√
10、焊缝是一种过饱和的铸态组织。√
五、简答题（本题4分）
16Mn母材中含有较高的S，P时，应如何保证焊缝的韧性
①首先从工艺上控制熔合比,减少母材熔合量。……………………1.5分
②其次选择含C,S,P低的焊接材料,
如焊条,焊丝,焊剂等。………1.5分
③合金化处理,脱硫，脱磷尤其要控制Mn/s。………………………1分
六、简答题（本题6分）
氮的溶解形式及对焊接质量的影响？
在碳钢焊缝中氮是有害杂质,具体如下:
①使产生气孔,液态金属可以在高温时溶解大量的氮,而在其凝固时氮的熔解度突然下降,这时过饱和的氮便气泡的形式从熔池中向外逸出,当焊缝金属的结晶速度大于它的逸出速度时,就形成气孔…………2分
②氢是提高低碳钢和低合金钢焊缝金属强度,降低塑性和韧性的元素. 在室温下αFe中氮的溶解度很小,仅为0.001%.如果熔池中含有较多的氮,则由于焊接时冷却速度很大,一部分氮将以过饱和的形式存在于固溶休中,还有一部分以针状氮化物的形式析出,分布于晶界或晶内.因此使焊缝的强度硬度升高,而塑性和低温韧性急剧下降………………….2分
③氮是促使时效硬化的元素,焊缝金属中过饱和的氮处于不稳定状态,随着时间的延长,过饱和的氮将逐渐析出,形成稳定的针状氮化物.这样就会使强度硬度上升,塑性和韧性下降……………..2分
七、论述题：条理清晰，卷面整洁，字迹工整（本题共2小题，每小题8分）
1．某种钢材焊接时高温出现了结晶裂纹，裂纹具有氧化色彩，试分析该裂纹产生机理以
及防治措施。
该裂纹具有氧化色彩，说明在高温下产生的，所以为热裂纹。热裂纹产生有其内和外因。
产生机理：焊接时先结晶的金属较纯，后结晶的金属金属较多，并富集在晶界。一般来讲这些杂质所形成的共晶都具有较低的熔点。在金属凝固后期，低熔点的共晶被排挤到柱状晶体交遇的中心部位，形成了所谓的液态薄膜，由于收缩到受到拉伸应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄弱地带，在拉伸应力的作用下就可能在此部位产生裂纹。产生裂纹的原因就在于焊缝中存在液态薄膜和焊缝凝固过程中受到拉伸应力的共同结果。3分
防治措施：限制低熔点共晶，尤其是限制S，P含量，，低碳钢还要注意控制锰硫比。控制焊缝结晶组织形态，对焊缝进行合金化，得到细晶粒的组织。2分
工艺措施：控制线能量和预热温度，注意接头的设计形式，减小应力集中，优化焊接顺序，对称施焊。2分综合印象1分