[职业资格类试卷]电焊工高级（常用金属材料的焊接）模拟试卷3及答案与解析.doc

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1、电焊工高级（常用金属材料的焊接）模拟试卷 3 及答案与解析一、简述题1 钛及钛合金在钨极氩弧焊时，如何选择焊接材料?2 钛及钛合金焊接时。为什么要对焊接区采用良好的保护措施?应如何保护?3 钛及钛合金钨极氩弧焊时的操作方法和要点是怎样的?4 钛及钛合金熔化极氩弧焊时的操作方法和要点是怎样的?5 镍及镍合金在焊接前应做哪些准备工作?6 镍及镍合金焊条电弧焊时的焊接工艺及操作要领是怎样的?7 镍及镍合金钨极氩弧焊时的焊接工艺及操作要领是怎样的?8 异种钢焊接时，选择焊接材料的原则是什么?9 焊接异种钢时工艺上应注意哪些事项?10 碳素钢与低合金结构钢焊接时的焊接性如何?一般采取哪些措施?11 锅炉

2、钢与低合金结构钢焊接的埋弧焊工艺是什么?12 碳素钢与奥氏体不锈钢焊接时如何防止母材金属对焊缝的稀释作用?13 简要说明碳素钢与奥氏体不锈钢焊接时的焊接工艺?14 碳素钢与马氏体不锈钢焊接时的操作要点是什么?15 碳素钢与铁素体不锈钢焊接时的焊接操作技术要点是什么?16 异种不锈钢焊接时，一般如何选择焊接材料17 异种不锈钢的钨极氩弧焊工艺及操作要点是什么?18 低合金结构钢与不锈钢焊接时。如何选择焊接材料?19 什么是不锈复合钢板?20 不锈复合钢板的焊接工艺及要领是怎样的?21 钢与铸铁如何焊接?22 灰铸铁与碳素钢电弧热焊法的焊接工艺及操作技术是怎样的?23 灰铸铁与碳素钢电弧冷焊法的焊

3、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 3 答案与解析一、简述题1 【正确答案】 氩气应达到一级纯度(体积分数为 9999)，杂质总的质量分数002 ，相对湿度 5，水分 0001mlL。焊丝一般采用与母材同质材料。为改善接头的塑性，可以用比母材合金化程度稍低的焊丝，例如焊接 TC4 钛合金时可以用 TC3 焊丝。但厚板的 + 型钛合金或 型钛合金多层焊时不能使用 型钛合金焊丝。此外，为改善焊缝的塑性，焊丝中的氧、氮等含量应比母材低一半左右。【知识模块】 常用金属材料的焊接2 【正确答案】 由于钛及钛合金不仅液态时能吸收氧、氮、氢等气体杂质，而且当达到一定温度的固态

4、时也能吸收氧、氮、氢等气体杂质，因此，焊接时不仅需要保护熔池和焊缝不受空气沾污，而且需要对加热温度超过 350的热影响区和焊缝背面进行保护，氩气的保护效果可以根据表 743 从焊缝及热影响区表面的颜色来判断。一般应保证焊接接头焊后为银白色。通常采用在焊枪上加气体保护拖罩的背面加气体保护垫板的方法来加强保护。钛及钛合金管道焊接时的局部保护措施如图 715 所示。【知识模块】 常用金属材料的焊接3 【正确答案】 焊接 型钛合金宜采用较小的输入，工业纯钛的冷却速度为(10200)s，Tcl 合适的冷却速度为(12150)s，17C4 合适的冷却速度为(240)s。喷嘴与焊件的距离一般在 610mm

5、的范围内，焊接速度控制在确保 350cC 以上的焊件高温区能处在氩气的保护之下。用高纯度的氩气进行焊接，氩气纯度不得低于 9999。氩气流量以达到良好的焊缝表面色泽为准。手工钨极氩弧焊时，焊丝与焊件间应尽量保持最小的夹角(10 。 一 15。 )，焊丝沿熔池前端有节奏地送人熔池。不得将焊丝端部移出氩气保护区。焊枪的移动按左向焊法，基本不作横向摆动，当需要摆动时，频率要低，摆幅不宜过大。偶然断弧及焊缝收尾处要继续通气保护，直至接头冷却至 350以下。焊接钛及钛合金推荐的手工钨极氩弧焊焊接参数见表 744。【知识模块】 常用金属材料的焊接4 【正确答案】 熔化极氩弧焊适于焊接厚度大于 10mm 的

6、钛及钛合金结构。由于这种方法有较大的热功率，可减少焊接层数，提高焊接速度，从而能提高生产效率。另外这种方法产生气孔的倾向也较钨极氩弧焊时小。其主要缺点是存在飞溅问题。焊前焊件和焊丝清理、焊丝选用及焊后热处理均与钨极氩弧焊时相同。焊件局部保护措施也与钨极氩弧焊时相似，只是由于熔化极氩弧焊焊接速度较高、高温区较长，气体拖罩要适当加长，并用流水冷却。由于熔化极氩弧焊焊接时填丝较多，焊件坡口角度较大，厚 1525mm 的焊件一般选 90。 单面 V 形坡口，或不开坡口留 12mm 间隙正反面各焊一道。5mm 厚钛及钛合金焊件熔化极氩弧焊的参数见表 745。较薄件适宜于用熔滴短路过渡焊接，较厚件适宜于用

7、熔滴喷射过渡焊接。【知识模块】 常用金属材料的焊接5 【正确答案】 镍及镍基耐蚀合金焊丝和焊件表面上的漆、油脂、标记用的蜡笔或墨水、切削液等，由于常含有 S、Pb 、P 等杂质和某些低熔点元素，能引起焊缝产生热裂纹，水分则能导致焊缝产生气孔。因此，焊前须将焊丝和焊件坡口及其两侧各 50mm 的范围进行仔细清理。对于油脂、车间污物可用蒸气脱脂或用丙酮及其他无毒溶液去除。对于不溶于脱脂剂的漆和其他杂物，可用氯甲烷、碱等清洗剂或特殊专的合成剂清洗。标记墨水一般可用甲醇清除。被压人焊件表面的杂物，可用磨削、喷丸或用体积分数为 10的盐酸溶液清洗，并用清水洗净。化学清洗法是将焊丝、焊件先在质量分数为 1

8、0的氢氧化钠溶液中擦洗 10min，用冷水冲洗掉碱液，然后放进质量分数为：硝酸 5、盐酸 40和硫酸 10的水溶液中浸泡510min(溶液温度为 50)，再用热水漂洗，冷水冲洗，吹干。机械方法是用砂轮进行打磨，然后用丙酮擦洗干净。这种方法适用对质量要求不高场合。【知识模块】 常用金属材料的焊接6 【正确答案】 焊条的牌号必须与被焊镍基合金的牌号相匹配，焊条使用前应密封在防潮的容器中干燥储存。吸潮的焊条可以再烘干，可在 3201h 或者 2002h的条件下烘干。焊条握持角度为 75。 一 80。 ，采用直线运条法。由于镍基耐蚀合金焊接熔池流动性差，为防止未熔合、气孔等缺陷，一般要求在焊接过程中适

9、当摆动焊条把熔化金属送到坡口中合适的位置。焊缝接口再引弧时应采用反向引弧技术，以利调整接头处焊缝平滑并且能有利于抑制气孔的产生。断弧时采用回焊收弧法，以逐渐填满弧坑，防止产生弧坑裂纹。对形状较规则的长焊缝可用引弧板与引出板将焊缝的起弧与收弧在焊件外的引弧板与引出板上进行，从而保证整体焊接质量。【知识模块】 常用金属材料的焊接7 【正确答案】 (1)焊接电源一般均采用直流电源，正极性接法，高频引弧以及电流衰减收弧。(2)氩气和氦气均可做保护气体。钨极氩弧焊时氩气中加入少量氢气(体积分数约 5) 适于单道焊接。镍及镍合金焊丝选用见表 746，焊丝直径的大小应根据被焊件厚度选取。(3)钨极的顶部可磨

10、成尖头，尖部直径约为 04mm，夹角 30。 60 。 ，保证电弧稳定与足够的熔深。钨极如与熔池接触，尖端会污染，必须磨掉。(4)镍及镍合金钨极氩弧焊时对接接头应选用图 716 所示的坡口形式与尺寸。对接接头中，厚度小于 24mm 板对接时开 I 形坡口。厚度大于 24ram 时必须采用 V、U 或 J 形坡口，还须配用衬垫或用 TiG 焊打底。厚度大于 96mm 的板，应采用双面 V 形或双面 u 形坡口。相同厚度的 T 形接头必须采用坡口面 45。 的单边 V 形坡口。T 形接头的 J 形坡口根部半径至少为 20mm，坡口角度大致为 15。 。(5)在焊接过程中焊丝加热端与熔池必须处于气体

11、保护状态，单面熔透焊时背面要用带凹槽的铜衬垫，并通以保护气，使焊缝正、反面得到充分的保护。为加强焊接区的保护效果，也可在焊嘴后侧加一辅助输送保护气的拖罩。(6)在氩弧焊的热循环作用下焊缝和热影响区基体金属易发生过热倾向，促进晶粒长大，从而降低接头的高温塑性、疲劳强度和耐腐蚀性能。因此，在确定焊接参数时应尽量选择较小的热输入。应用尽可能短的电弧长度施焊，焊枪不要作横向摆动。(7)焊接速度应按板材的厚度确定，以保证足够的熔深、焊缝宽度和焊缝的致密性。焊接速度过快或过慢都会造成焊缝出现气孔等缺陷。(8)多层焊时采用窄焊道并控制层间温度，层间温度控制在 60以下，防止热影响区金属经受高温作用的时间过长

12、而引起晶粒粗化。表 747 为镍及镍基耐蚀合金钨极氩弧焊焊接参数。【知识模块】 常用金属材料的焊接8 【正确答案】 焊接材料的选择必须按照母材的成分、性能、接头的形式和使用要求正确地选择。选用焊接材料一般原则如下：(1)保证焊接接头的使用性能，对于金相组织较为接近的异种钢接头，选择焊接材料，则要求焊缝金属的力学性能及其他性能不低于母材中性能较低一侧的指标。(2)能防止在焊接接头内产生冷裂纹和热裂纹。(3)当焊缝金属的强度和塑性不能相互兼顾时，则应该选用塑性较好的焊接材料。(4)能防止气孔、夹渣等缺陷的产生，使焊缝具有一定的致密性。(5)具有良好的工艺性，焊缝美观。(6)焊缝金属组织具有稳定性，

13、其物理性能要与两母材相适应。【知识模块】 常用金属材料的焊接9 【正确答案】 (1)选择工艺参数时应尽量降低熔合比。焊条电弧焊时，接头形式对母材熔合比有很大影响，焊缝层数越多，熔合比越小，稀释程度越低。坡口角度越大，熔合比下降。通常 U 形坡口的熔合比比 V 形坡口小。多层焊时，根部焊缝的熔合比最大，应注意选用奥氏体形成能力强的填充材料。(2)选用小直径焊条和小电流、快速焊。(3)用奥氏体钢焊条焊接异种钢时，一般不预热或只用较低的温度预热。焊后一般不热处理。如果珠光体钢淬火倾向大，为防止冷裂纹，焊接时应预热，预热温度比单独焊接同类珠光体钢时要低。(4)为了降低扩散层尺寸。在焊接非淬火钢时，过渡

14、层的厚度应为 56mm；焊接易淬火钢时，过渡层可增加到9mm。【知识模块】 常用金属材料的焊接10 【正确答案】 碳素钢与低合金结构钢焊接时的焊接性随钢的含碳量 CE 的增大而变差，容易出现以下问题：(1)低碳钢与低合金钢焊接时，在低合金结构钢母材一侧容易产生淬硬组织。(2)中碳钢与低合金钢焊接时，在两种母材金属的热影响区均容易产生淬硬组织，并且在低合金结构钢母材金属一侧的裂纹倾向较大。(3)高碳钢与低合金结构钢焊在两种母材金属的热影响区和异质焊缝区都容易产生淬硬组织和裂纹缺陷。尤其在低温焊接时，冷裂纹的倾向更为严重。碳素钢与低合金结构钢焊接时一般要采取焊前预热、选用合理焊接材料、制定正确焊接

15、工艺和焊后热处理等措施。如低碳钢和强度级别为 294441NPa 的低合金结构钢焊接时，预热温度为 100 一 200；中碳钢和强度级别为 490530MPa 的低合金结构钢焊接时，预热温度为 150 一 250。焊接材料一般选用低氢型焊条，并按低合金结构的强度级别来选择焊条。当焊接结构的强度要求不高时，可选用 J426 或 J427 焊条；当焊接结构的强度要求高时，可选用 J506 或 J507 焊条。【知识模块】 常用金属材料的焊接11 【正确答案】 由于低合金结构钢比锅炉钢的淬硬倾向较大，在焊接时应按照低合金结构钢来制定焊接参数，合理选用焊接材料、焊前预热及焊后缓冷措施。(1)焊前对两种

16、母材金属进行预热，避免热影响区出现淬硬组织。预热温度根据板厚确定：10mm 以下的钢板，预热温度为 100 一 150；10 一 30mm 的中厚板，预热温度为 150 一 350；大于 30mm 的厚板，预热温度可达 350400。(2)锅炉钢与低合金结构钢埋弧焊工艺参数见表 748。【知识模块】 常用金属材料的焊接12 【正确答案】 所谓稀释作用，是指碳素钢与奥氏体不锈钢焊接时，碳素钢成分熔人焊缝，使焊缝的合金成分被冲淡的现象。焊缝的稀释程度取决于母材金属在焊缝中的溶人量(熔合比) 。(1)通过选择焊接方法和填充材料来严格控制焊缝的熔合比。焊缝的熔合比控制在 30以下，能有效地防止母材金属

17、对焊缝金属的稀释作用。焊条电弧焊焊接低碳钢与奥氏体不锈钢时，选用 A307 焊条，焊缝的熔合比可控制在 30以下，其焊缝组织为 5铁素体和奥氏体的双相组织，能够显著提高焊缝的抗裂性能。(2)采用过渡层。焊接低碳钢与奥氏体不锈钢时，在低碳钢的坡口表面上先用含铬、镍量高的焊条堆焊一层奥氏体过渡层，然后将过渡层与不锈钢进行焊接，堆焊过渡层厚度一般为 56mm，焊接易淬火钢时，厚度可达到 9mm。碳素钢与奥氏体不锈钢焊接时采用的过渡层如图 717 所示。【知识模块】 常用金属材料的焊接13 【正确答案】 (1)焊接时应采取焊前预热(采用奥氏体焊条除外)、焊后缓冷、细焊条、小电流、高电压、快速焊的焊接工

18、艺。(2)厚板对接焊采用多层多道焊，并控制层间温度不要过高，尽量缩短母材金属的受热作用时间。(3)厚板对焊时，用高铬镍、高韧性焊材在碳素钢坡口一侧堆焊过渡层，堆焊的要领是小电流、小熔深堆焊第一层，堆焊二层后用砂轮修磨，坡口角度尽量小，不应大于 60。 。【知识模块】 常用金属材料的焊接14 【正确答案】 (1)焊接时采用短弧操作，焊接电弧应始终倾向碳素钢金属一侧。(2)采用大电流、快速焊，随着母材厚度增加，可采用多层多道焊。(3)焊接收尾电弧拉高，采取划圈式收弧，电弧移到焊缝终点时，焊条作圆圈运动，直至填满弧坑在拉断电弧。(4)当采用熔化极气体保护焊时，焊接采用短路过渡形式，保护气体为 Ar+

19、1一 3O 2。(5)焊后通常进行高温回火，回火温度 600700。【知识模块】 常用金属材料的焊接15 【正确答案】 (1)一般预热温度为 150。随着含铬量的增高，预热温度可达到200300。若使用 G302、G307 等焊条，则在焊后必须进行热处理，一般采用焊后回火处理，即加热后空冷退火处理。若选用 A107、A207 等焊条焊接时，焊后可不进行热处理，而且焊缝金属的塑性和韧性均较好。(2)采取小电流、短电弧、快速焊。采用焊条电弧焊时，焊条一般不作横向摆动，尽量用较窄焊道进行焊接，以防止晶粒粗大，产生脆化和裂纹。(3)采用多层焊时，应严格控制层间温度。焊接碳素钢与含铬量高的铁素体不锈钢时

20、，要特别注意必须防止焊缝在高温下停留时间过长。应待前道焊缝冷却到预热温度再焊下一道焊缝。(4)尽量减小焊接应力。对于厚度或刚度较大的焊接结构，要合理设计焊接接头的形式和坡口。采用对接接头和 X 形坡口，焊后变形小，焊接应力也小。(5)每层焊缝焊完后可用小锤轻轻锤击焊缝周围，以利于焊接应力的疏散。【知识模块】 常用金属材料的焊接16 【正确答案】 选用异种不锈钢焊条主要是考虑母金属的化学成分、性能和使用条件等因素。常见异种不锈钢焊条电弧焊时焊条的选用见表 749。【知识模块】 常用金属材料的焊接17 【正确答案】 (1)焊前仔细检查氩弧焊设备的水路、电路、气路、仪表等工具是否正常，加工坡口后彻底

21、清除坡口及其两侧 20mm 内的油污和杂质，去除焊丝的油污和锈斑，使其露出金属光泽。(2)引弧时要提前 510s 送氩气，在引弧板引燃电弧后应立即将电弧引入焊缝。(3)异种不锈钢的薄板焊接，采用短路过渡。中厚板焊接可采用射流过渡。(4)根据母材的位置和施焊条件，选择左焊法或右焊法施焊。在焊接过程中，要使电弧保持在一定长度，使焊枪保持均匀移动。(5)在焊接过程中，随时观察焊缝表面的颜色，判断氩气的保护效果，确保保护效果良好。(6)焊接收尾时，应多填充焊丝，填满弧坑。切断电源后，焊枪应在焊缝上停留 35s 后再停止供气，使焊缝金属不受到氧化的影响。在焊后应进行质量检查，发现缺陷及时返修。【知识模块

22、】 常用金属材料的焊接18 【正确答案】 低合金结构钢与不锈钢焊接时，采用不同的焊接方法，选用相应的焊接材料。低合金结构钢与不锈钢焊接时焊接材料的选择见表 750。【知识模块】 常用金属材料的焊接19 【正确答案】 不锈复合钢板是以较薄的不锈钢为复层和珠光体钢(低碳钢、低合金钢)为基层复合轧制或焊接而制成的双金属板。不锈复合钢板的复层保证耐蚀性，基层满足结构强度和刚度的要求，通常，复层只占不锈复合钢板总厚度的 10一20，可以节约大量的不锈钢，具有很大的经济价值。焊接生产中常用的不锈复合钢板种类见表 751。【知识模块】 常用金属材料的焊接20 【正确答案】 (1)不锈复合钢板焊接时，基层和复

23、层是分开焊接的。复层的焊接工艺与相应的不锈钢相同，基层的焊接工艺则与珠光体钢相同，基层与复层交界处的焊接则属于异种钢焊接，即不锈复合钢板的焊接。(2)不锈复合钢板焊缝的坡口形式，通常为 V 形坡口，开在基层一侧，接头坡口间隙和角度与碳钢相同，焊缝坡口形式与尺寸见表 752。(3)焊前装配应以复层为基准，防止错边过大而影响复层焊接质量。装配定位焊最好在基层面。(4)防止碳钢焊条焊接在复层上或过渡层焊条焊在复层面上。(5)焊接过渡层时，为减少稀释率，在保证焊透的前提下尽可能采用小电流。(6)焊接顺序一般是先焊基层,后焊过渡层，最后焊复层焊缝。如图 718 所示的不锈复合钢板焊接顺序可提高接头的抗腐

24、蚀性能。 (7)当因施工位置和条件所限而只能进行单面焊接时，采用 V 形坡口单面焊，先焊复层，再焊过渡层，最后焊接基层，且在焊接时要尽可能使复层中少熔入基层成分。(8)不锈复合钢板的基层和复层根据相应钢种选用相应的焊接材料，交界处焊缝过渡层的焊接采用高铬镍焊材，以保证过渡层焊缝的塑性和耐腐蚀性。常用不锈复合钢板的焊接材料见表 753。【知识模块】 常用金属材料的焊接21 【正确答案】 焊接时，可以先在铸铁一侧用小直径的镍基焊条或铸铁焊条堆焊过渡层，堆焊要间隔、交错和分段进行，再用 E5015 焊条等在过渡层上堆焊中间层，最后用 E5015 焊条将钢与铸铁焊接起来。铸铁与钢焊接中的焊接材料选用见

25、表 754。【知识模块】 常用金属材料的焊接22 【正确答案】 (1)焊前将铸铁件被焊部位加热到 400600，此时铸铁的屈服点很大，内应力很小，可以大大减少裂纹倾向，防止出现白口组织。(2)选用铸铁芯焊条，通过焊芯和药皮向焊缝过渡碳、硅等石墨化元素。也可选用钢芯石墨化药皮焊条 Z208，通过药皮向焊缝过渡石墨化元素。 (3)热焊时，电弧稍倾向铸铁母材金属侧，焊接过程中两种母材金属温度不低于 400，否则易出现裂纹。采用4mm 的 Z208 焊条焊接时，电弧长度为 35mm；采用 10mm 的铸铁芯焊接时，电弧长度为 8 一 10mm。(4)焊接电流过大，两种母材金属熔化量过多，对焊缝石墨化不

26、利。(5)焊接坡口根部和边缘时，不要用电弧直接加热，通过熔池金属将热量传至坡口使之熔化，这样既可保证焊缝的熔合比，又能避免咬边或熔合不良等缺陷。(6)焊后进行消除应力热处理，将冷却至 100 一 200的焊接接头加热到 600620，每 254mm 保温 1h，然后缓冷(冷却速度 28h)以防止产生裂纹，降低硬度。也可采用石棉垫或草木灰覆盖缓冷至常温。【知识模块】 常用金属材料的焊接23 【正确答案】 (1)用电弧冷焊法对灰口铸铁与碳钢进行焊接时，宜选用高镍、镍铁等焊条。铸铁与钢电弧冷焊焊条的选择见表 755。焊条必须进行 150 一 200烘干，保温12h。 (2)焊前认真清理灰口铸铁与碳钢

27、的接头表面，露出纯净的基体金属。焊接坡口参照碳钢的坡口形式及尺寸。采用对接接头时，灰口铸铁一侧开 35。 45 。 的单面 V 形坡口，碳钢一侧开 15。 25 。 的 V 形坡口。搭接时，灰口铸铁一侧开 20。 25 。 的 V 形坡口。(3)灰口铸铁与碳钢装配时，装配间隙要尽量小，通常为 0520mm。可用栽丝法来提高焊接接头的强度。(4)当刚度大的碳钢和有白口倾向的铸铁进行焊接时，应先对被焊接头进行退火或回火处理，以便消除残余应力。(5)通常可以先在铸铁一侧用小直径的镍基焊条或铸铁焊条堆焊过渡层，堆焊要间隔、交错和分段进行，再用碳钢焊条在过渡层上堆焊中间层，最后用碳钢焊条将中间层与钢焊接起来。铸铁与钢电弧冷焊采用镍基焊条时的焊接工艺参数见表 756。(6)焊接过程中要采用小电流、小热输入、窄焊道，短弧操作，锤击焊道等工艺措施。(7)焊接完成的接头必须缓慢冷却，如发现裂纹等缺陷，用电弧吹掉并重新焊接。【知识模块】 常用金属材料的焊接