1、二、了解疲勞裂紋擴(kuò)展的過(guò)程疲勞裂紋在表面處形核，由最大切應(yīng)力控制，并在與外力成45角的切應(yīng)力方向上形成微裂紋。在循環(huán)載荷的作用下，這些微裂紋將擴(kuò)展并連接，當(dāng)其長(zhǎng)度達(dá)到幾十微米后，其方向逐漸偏離到與外力垂直的平面內(nèi)，使裂紋從第一階段擴(kuò)展向第二階段擴(kuò)展轉(zhuǎn)變。在疲勞裂紋擴(kuò)展的第一階段，一般只有一個(gè)裂紋會(huì)繼續(xù)擴(kuò)展；在第一階段向第二階段轉(zhuǎn)變時(shí)，其裂紋長(zhǎng)度通常只有幾個(gè)晶粒的大小。第二階段是裂紋由幾個(gè)晶粒大小擴(kuò)展到臨界裂紋尺寸（af），該階段的裂紋擴(kuò)展稱為疲勞裂紋的亞臨界擴(kuò)展或穩(wěn)定擴(kuò)展。 三、熱軋正火鋼的焊接性及其工藝特點(diǎn)？熱軋正火鋼由于含碳量較低，鋼中的Mn/S比較大，其焊接性良好，一般情況下不會(huì)生產(chǎn)結(jié)晶

2、裂紋和液化裂紋。但如果母材中的含碳量偏高，且對(duì)S、P控制不嚴(yán)，也會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋；在熱軋正火鋼中，隨著強(qiáng)度的提高和冷卻速度的加快，產(chǎn)生冷裂紋的傾向增加。故對(duì)強(qiáng)度較高的熱軋正火鋼，焊接時(shí)一般要求預(yù)熱； 熱軋正火鋼若采用大熱量輸入焊接，由于過(guò)熱區(qū)的奧氏體晶粒粗大，冷卻時(shí)易形成粗大的魏氏組織產(chǎn)生脆化，故盡量采用小熱輸入焊接。熱軋正火鋼適合于各種焊接方法，主要采用焊條電弧焊、埋弧焊、CO2氣體保護(hù)焊等。 采用焊條電弧焊時(shí)，對(duì)于焊接強(qiáng)度較低、裂紋傾向不大的熱軋鋼，可選用鈦鈣型焊條或低氫型焊條；對(duì)強(qiáng)度級(jí)別高的鋼材，宜選用低氫型焊條； 采用埋弧焊時(shí)，對(duì)強(qiáng)度級(jí)別不高、接頭厚度不大的熱軋正火鋼，可選擇高硅高錳焊劑

3、，并配合不含或少含Mn、Si的焊絲；對(duì)強(qiáng)度級(jí)別較高、接頭厚度較大的熱軋正火鋼，可選擇中硅焊劑，并配合含Mn合金焊絲，以保證足夠強(qiáng)度。 熱軋鋼的焊接接頭可在焊態(tài)下直接使用，不需要進(jìn)行焊后熱處理；正火鋼的焊接接頭在焊接后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行消除應(yīng)力處理，以防止裂紋。 若焊接組織中存在魏氏組織，必須進(jìn)行正火和回火處理，以細(xì)化組織。 對(duì)含Mo、V的焊接接頭進(jìn)行消除應(yīng)力處理時(shí)，應(yīng)注意防止再熱裂紋的形成。四、為了減少氫的有害作用，焊接時(shí)常采用的措施有哪些？氫在鋼中易產(chǎn)生氫脆,一、正確選擇材料原則是：1、在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)效益；2、母材及焊縫填充材料應(yīng)有較好的缺口韌性，即應(yīng)使焊縫、熱影響區(qū)和熔合線

4、部位具有足夠的抗開裂性能，母材應(yīng)具有一定的止裂性能； 3、隨著強(qiáng)度的提高，更應(yīng)考慮材料的斷裂韌性問(wèn)題； 4、應(yīng)充分了解結(jié)構(gòu)的使用溫度及載荷情況。二、合理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、應(yīng)全面了解焊接構(gòu)件的工作環(huán)境和工作條件2、應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)和接頭的應(yīng)力集中；3、減少焊接構(gòu)件的剛度4、不采用過(guò)厚的板材5、采用合理的焊接工藝6、結(jié)構(gòu)中附加件的連接形式三、嚴(yán)格執(zhí)行制造工藝;為保證質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接；盡量不采用過(guò)大的焊接熱輸入；不允許在結(jié)構(gòu)主體上隨意點(diǎn)焊；根據(jù)需要可對(duì)某些焊接構(gòu)件進(jìn)行焊后熱處理；對(duì)于十分重要的構(gòu)件和有脆斷危險(xiǎn)的焊接構(gòu)件，最好應(yīng)做相關(guān)的焊接熱處理試驗(yàn)。五、鐵素體不銹鋼、珠光體耐熱鋼、馬氏體

5、耐熱鋼焊接時(shí)的主要問(wèn)題有哪些？在工藝上應(yīng)采取哪些相關(guān)措施？鋼種問(wèn)題相關(guān)措施鐵素體不銹鋼接頭韌性低于母材，多層焊時(shí)接頭脆化，近縫區(qū)存在晶間腐蝕傾向選擇合適的焊接材料、預(yù)熱（150230）、正確的焊接操作。焊后熱處理（750-800的退火處理）珠光體耐熱鋼冷裂紋、再熱裂紋、軟化和回火脆性。選擇合理的焊接方法及焊接材料，預(yù)熱（80150），焊后熱處理(高溫回火)馬氏體耐熱鋼冷裂紋，接頭塑韌性低，接頭軟化問(wèn)題明顯選擇合適的焊接方法及焊接材，預(yù)熱（150400），焊后熱處理（高溫回火）六、鋁合金及銅合金的焊接性特點(diǎn)。鋁合金：鋁及其合金的導(dǎo)熱性極強(qiáng)，在焊接時(shí)容易出現(xiàn)不熔合現(xiàn)象；表面形成的Al2O3薄膜的密

6、度與鋁十分接近，容易形成焊縫金屬的夾雜物；Al2O3薄膜以及MgO等薄膜易吸收較多的水分形成焊縫氣孔；鋁及其合金的膨脹系數(shù)大，導(dǎo)熱性好，焊接時(shí)易產(chǎn)生翹曲變形等。 鋁及鋁合金焊接時(shí)具有以下特點(diǎn)：1、易氧化：鋁及鋁合金在空氣中易與氧結(jié)合生成致密Al2O3薄膜，高溫焊接時(shí)氧化更激烈。Al2O3薄膜的熔點(diǎn)較高，其對(duì)水分的吸附能力很強(qiáng)，焊接時(shí)若薄膜存在于熔池表面會(huì)影響電弧的穩(wěn)定性，形成未熔合、氣孔、夾渣等缺陷，故焊前應(yīng)采用機(jī)械或化學(xué)方法清除焊件坡口和焊絲表面的氧化物，并對(duì)熔池及高溫區(qū)金屬進(jìn)行有效的氣體保護(hù)。2、耗能大：鋁及鋁合金的熱導(dǎo)率約為鋼的4倍，要達(dá)到與鋼同樣的焊速，焊接線能量應(yīng)為鋼的2-4倍，因此

7、，鋁及鋁合金焊接時(shí)應(yīng)采用能量集中、功率大的熱源，并采用預(yù)熱等措施。鋁及鋁合金的導(dǎo)電性好，在電阻焊時(shí)需要比焊鋼更大容量的電源。3、焊縫氣孔：焊接時(shí)，弧柱氣氛中的水分、焊材及母材表面氧化膜吸附的水分均含有大量的氫，氫易溶于高溫鋁合金中。凝固溫度突降時(shí)使原來(lái)溶于液態(tài)鋁中的氫大量析出。由于鋁合金的密度小，且其冷卻速度很快，不利于氣泡的逸出，易在焊縫中形成氣泡。此外，氧化膜也易吸附氫形成集中式氣孔，由于其密度較大而沉積到熔池底部。4、焊接熱裂紋：鋁的高溫強(qiáng)度低，塑性差，膨脹系數(shù)比鋼大一倍，其體積收縮率比鋼大兩倍，當(dāng)在拘束條件下焊接時(shí)，易產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，冷卻時(shí)由于低熔點(diǎn)共晶的析出在焊縫金屬中形成結(jié)晶裂

8、紋和在熱影響區(qū)形成液化裂紋。5、降低焊接接頭的力學(xué)性能：焊縫區(qū)為鑄態(tài)組織，晶粒粗大，性能低于母材；半熔化區(qū)由于高溫晶粒嚴(yán)重粗化，晶粒易出現(xiàn)氧化，塑性嚴(yán)重下降；在過(guò)時(shí)效軟化區(qū)，由于加熱溫度超過(guò)了時(shí)效溫度而產(chǎn)生退火作用，使強(qiáng)度、硬度大大降低。6、焊接接頭的耐蝕性： 鋁及鋁合金表面的保護(hù)性氧化膜一旦被破壞，腐蝕就會(huì)急劇發(fā)生。 鋁合金焊接接頭的耐蝕性一般均低于母材，原因是焊接接頭的組織不均勻，使電極電位不均勻；焊縫出現(xiàn)雜質(zhì)、晶粒粗大及脆性相（如FeAl3）的析出，降低耐蝕性。 焊接接頭中出現(xiàn)的殘余拉應(yīng)力對(duì)耐蝕性十分敏感，尤其易在熱影響區(qū)誘發(fā)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。 7、無(wú)色澤變化：鋁及鋁合金從固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)，無(wú)

9、明顯的顏色變化，不易判斷母材金屬的溫度，故焊接時(shí)常因無(wú)法覺(jué)察而導(dǎo)致燒穿。銅合金：1、焊縫成型能力差：由于銅合金的導(dǎo)熱率比普通碳鋼大，焊接時(shí)輸入的熱量容易很快從母材中消失，散熱嚴(yán)重，焊接區(qū)難以達(dá)到熔化溫度，因此，易出現(xiàn)母材難于熔合現(xiàn)象；此外，由于銅在熔化溫度時(shí)的表面張力比鐵小，流動(dòng)性比鋼大。故其表面成型能力差，易出現(xiàn)熔化金屬流失以及坡口焊不透的現(xiàn)象。2、氣孔傾向嚴(yán)重：由于銅合金的導(dǎo)熱率比普通碳鋼大得多，其冷卻凝固速度很快，焊縫中的氣體要擴(kuò)散逸出十分困難，故銅合金焊接時(shí)極易出現(xiàn)氣孔，焊縫的氣孔敏感性比低碳鋼嚴(yán)重得多。3、熱裂紋傾向： 在焊縫及熱影響區(qū)中，銅溶解了較多的O、S、Pb等雜質(zhì)，并與之形成

10、低熔點(diǎn)共晶，分布在晶界或枝晶間，導(dǎo)致熱脆性。同時(shí)由于銅的膨脹系數(shù)和收縮率較大，容易產(chǎn)生應(yīng)力，增大熱裂紋傾向。4、接頭性能下降：銅合金在焊接過(guò)程中，由于晶粒粗化、雜質(zhì)和合金元素的滲入、合金元素的氧化使焊接接頭塑性下降，導(dǎo)電性下降，耐蝕性下降，導(dǎo)致接頭性能下降。八、合金結(jié)構(gòu)鋼焊接時(shí)易出現(xiàn)焊接缺陷：a、結(jié)晶裂紋在焊接凝固后期，焊縫中的低熔點(diǎn)共晶在晶界形成液態(tài)薄膜，在拉伸應(yīng)力作用下沿晶界開裂形成。b、液化裂紋在多層焊接情況下，由于焊接熱循環(huán)的作用，近縫區(qū)金屬晶界的低熔點(diǎn)共晶發(fā)生局部熔化，在拉伸應(yīng)力的作用下而產(chǎn)生。 c、冷裂紋由于焊縫中的擴(kuò)散氫含量、接頭的拘束程度以及金屬的淬硬組織的影響而導(dǎo)致焊接后焊縫

11、中出現(xiàn)的裂紋。 d、再熱裂紋為降低焊接應(yīng)力，減小脆性破壞傾向，構(gòu)件在焊接后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力處理。但在消除焊接應(yīng)力的處理過(guò)程中，含有沉淀強(qiáng)化相的一些元素（Cr、Mo、V、Ni）可能會(huì)在熱影響區(qū)的粗晶區(qū)產(chǎn)生再熱裂紋。為防止再熱裂紋，必須提高預(yù)熱溫度。 e、熱影響區(qū)脆化在焊接過(guò)程中，由于大熱量的影響，導(dǎo)致焊接區(qū)在結(jié)晶時(shí)容易形成晶粒粗大且易脆化的組織。為避免熱影響區(qū)脆化，常采用小熱量輸入、降低含碳量。一、各種焊接方法各有哪些特點(diǎn)？氣焊優(yōu)點(diǎn)：a、設(shè)備簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便，無(wú)電力供應(yīng)地區(qū)亦可進(jìn)行焊接；b、可以焊接很薄的工件；c、焊接鑄鐵和部分有色金屬時(shí)焊縫質(zhì)量好。缺點(diǎn)：a、熱量較分散，熱影響區(qū)及變形大；b、生產(chǎn)率較

12、低，不易焊較厚金屬；c、氣焊火焰中氧、氫易與熔化金屬發(fā)生作用，使某 些金屬焊縫性能降低；d、難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。焊條電弧焊特點(diǎn)：a、設(shè)備簡(jiǎn)單,其操作靈活、方便，適應(yīng)性強(qiáng)，不受場(chǎng)地和焊接位置的限制，在焊條能達(dá)到就能施焊。b、應(yīng)用范圍廣,除難熔或極易氧化的金屬外，大部分工業(yè)用金屬均能采用焊條電弧焊進(jìn)行焊接。c、操作技術(shù)要求高,焊接質(zhì)量在一定程度上取決于焊工的操作水平。d、生產(chǎn)率較低,需要更換焊條，焊條不能充分利用。埋弧焊優(yōu)點(diǎn)：1、焊縫質(zhì)量高：熔渣膜隔絕空氣，保護(hù)效果好； 2、操作條件好：熔渣隔離弧光，且機(jī)械化行走，便于操作；3、設(shè)備調(diào)節(jié)性好：由于電場(chǎng)強(qiáng)度較高，故有較高的調(diào)節(jié)靈敏度，操作過(guò)程的穩(wěn)定性好；

13、4、生產(chǎn)效率高：焊劑和熔渣的隔熱保護(hù)作用使電弧熱輻射散失極小，飛濺損失受到有效制約，電弧熱效率大大提高。且電流密度大導(dǎo)致電弧的熔透能力提高，焊接速度可達(dá)60150m/h。埋弧焊的主要缺點(diǎn)：1、難以在空間位置施焊：由于埋弧焊采用顆粒狀焊劑，為保證焊劑、熔池金屬和熔渣不流失，故埋弧焊通常只適用于平焊位置的焊接；2、難以焊接易氧化的金屬材料：由于焊劑的主要成分為MnO、SiO2等金屬和非金屬氧化物，具有一定的氧化性，故難以焊接鋁、鎂、鈦等對(duì)氧化性敏感的金屬及其合金；3、對(duì)焊件裝配質(zhì)量要求高：由于埋弧焊在焊劑層下，不能直接觀察電弧與坡口的相對(duì)位置，當(dāng)焊件裝配質(zhì)量不好時(shí)易焊偏而影響焊接質(zhì)量；4、不適合焊

14、接薄板和短焊縫：電流小于100A時(shí)電弧穩(wěn)定性不好，故必須采用大電流、高電壓，較高的焊接電流不適合焊接太薄的焊件；由于受焊車的限制，其機(jī)動(dòng)靈活性差，只適合焊接長(zhǎng)直焊縫和大圓焊縫。熔化極氣體保護(hù)電弧焊特點(diǎn)：與焊條電弧焊相比，其優(yōu)點(diǎn)有：1、焊接效率高。由于是連續(xù)送絲，沒(méi)有更換焊條工序，焊道之間不需清渣，節(jié)省時(shí)間。2、可以獲得含氫量更低的焊縫金屬。3、在相同電流下，熔深比焊條電弧焊的大。4、焊接厚板時(shí)，可以用較短的焊接電弧和較快的焊接速度，其焊接變形小。5、煙霧少，可以減輕對(duì)通風(fēng)的要求。與埋弧焊相比，其優(yōu)點(diǎn)有：1、明弧焊接，焊工可以觀察到電弧和熔池的狀態(tài)和行為。2、可以進(jìn)行各種位置焊接，不像埋弧焊只能

15、進(jìn)行平焊。3、無(wú)需清渣，可以用更窄的坡口間隙，實(shí)現(xiàn)窄間隙焊接，節(jié)省填充金屬和提高生產(chǎn)率。與焊條電弧焊相比，其缺點(diǎn)有：1、受環(huán)境制約。為了確保焊接區(qū)獲得良好的氣體保護(hù)，在室外操作需要有防風(fēng)裝置。2、半自動(dòng)焊槍比焊條電弧焊鉗操作性差，不輕便，操作靈活性差。3、焊槍較復(fù)雜，對(duì)于狹小空間的接頭，焊槍不易接近。鎢極氬弧焊的特點(diǎn)：優(yōu) 點(diǎn)：1、能焊接除熔點(diǎn)非常低的鉛、錫以外的絕大多數(shù)金屬和合金；2、能焊接化學(xué)活潑性強(qiáng)和形成高熔點(diǎn)氧化膜的鋁、鎂及其合金；3、焊接時(shí)無(wú)飛濺，且免去了焊后去渣工序；4、某些場(chǎng)合可不加填充金屬；5、能全位置焊接和薄板焊接；6、能脈沖焊接，減少熱輸入；7、明弧，能觀察到電弧及熔池。缺

16、點(diǎn)：1、焊接速度低；2、熔敷率小；3、需要采用防風(fēng)措施；4、焊縫金屬易受鎢的污染；5、消耗氬氣，成本較高。等離子弧焊特點(diǎn) 與鎢極氬弧焊相比，等離子弧焊有以下工藝特點(diǎn)：1、焊接生產(chǎn)率高，焊件變形小。由于等離子弧的溫度高、能量密度大、熔透能力強(qiáng)，故可用比鎢極氬弧焊高得多的焊接速度施焊，不僅可以提高焊接生產(chǎn)率，還可減小熔寬，增大熔深，減小熱影響區(qū)寬度和焊接變形。2、焊縫成形好，質(zhì)量高。由于等離子弧的形態(tài)近似圓柱形，挺度好，因此當(dāng)弧長(zhǎng)發(fā)生波動(dòng)時(shí)，熔池表面的加熱面積變化不大，對(duì)焊縫成形的影響較小，容易得到均勻的焊縫成形。且由于鎢極內(nèi)縮在噴嘴里，焊接時(shí)鎢極與焊件不接觸，故可減少鎢極燒損和防止焊縫夾鎢。3、

17、適用范圍廣。由于等離子弧一般使用氬氣做離子氣和保護(hù)氣，故可用于焊接幾乎所有的金屬和合金，如碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鎳及其合金、鈦及其合金等。且由于等離子弧的穩(wěn)定性好，使用很小的焊接電流也能保證等離子弧的穩(wěn)定，故還可以焊接超薄件。 低熔點(diǎn)和低沸點(diǎn)金屬如鉛、鋅等，不適合于用等離子弧焊。電阻焊優(yōu)點(diǎn)1、焊接生產(chǎn)率高。2、焊縫質(zhì)量好。焊縫在壓力作用下結(jié)晶而致密，冶金過(guò)程簡(jiǎn)單，焊縫化學(xué)成分基本不變；為內(nèi)部熱源且熱量集中，加熱范圍小，熱影響區(qū)和焊接變形小。3、焊接成本低。不需要焊條和焊絲等填充材料，也不使用保護(hù)氣。4、操作簡(jiǎn)便。一般使用機(jī)械化或自動(dòng)化焊接，焊接過(guò)程沒(méi)有弧光輻射，也不產(chǎn)生有害氣體，勞動(dòng)條件好。

18、缺點(diǎn)：1、目前尚無(wú)可靠、易行的無(wú)損檢測(cè)方法檢測(cè)焊接接頭的質(zhì)量，只能靠工藝試樣和焊件的破壞性檢驗(yàn)來(lái)檢查；由于電阻焊過(guò)程很快，焊接過(guò)程中工藝因素發(fā)生變化時(shí)往往來(lái)不及調(diào)整而影響接頭質(zhì)量。2、設(shè)備價(jià)格高，一次性投資大。3、電阻焊只適用于薄板搭接或緊湊截面的對(duì)接，故焊件厚度、形狀和接頭形式受限制。4、閃光對(duì)焊時(shí)有飛濺。七、掌握各種焊接方法的原理及其示意圖。氣焊：氣焊是利用可燃?xì)怏w與助燃?xì)怏w混合后燃燒產(chǎn)生的火焰作為熱源，將接頭部位母材金屬和焊絲熔化，使被熔化的金屬形成熔池，冷卻后形成一個(gè)牢固的接頭，從而使兩焊件連接成一個(gè)整體的焊接方法焊條電弧焊是利用焊條與工件之間燃燒的電弧熱熔化焊條端部和工件的局部，在焊條端部迅速熔化的金屬以細(xì)小熔滴經(jīng)弧柱過(guò)渡到工件已經(jīng)局部熔化的金屬中，并與之融合形成熔池。隨著電弧向前移動(dòng)，熔池的液態(tài)金屬逐步冷卻結(jié)晶而形成焊縫。埋弧焊：埋弧焊以顆粒狀焊劑作為保護(hù)介質(zhì)，電弧掩埋在焊劑層下的一種熔化極電弧焊接方法。埋弧焊焊接時(shí)，電源的兩極分別接在導(dǎo)電嘴和焊件上，焊絲通過(guò)導(dǎo)電嘴與焊件接觸。啟動(dòng)電源，電流