焊工中級（電廠常用金屬材料及零部件的焊接）模擬試卷1一、問答題(本題共37題，每題1.0分，共37分。)1、什么叫金屬的焊接性?它包括哪些內容?標準答案：金屬的焊接性是指金屬材料對焊接加工的適應性，主要指在一定的焊接工藝條件下，獲得優質焊接接頭的難易程度。從廣義來說“焊接性”這一概念還包括“可用性”和“可靠性”。焊接性取決于材料的特性和所采用的工藝條件。金屬材料的焊接性不是靜止不變的，而是發展的，例如原來認為焊接性不好的材料，隨著科學技術的發展，有了新的焊接方法而變為易于焊接，即焊接性變好了。因此我們不能離開工藝條件來泛談焊接性問題。焊接性包括兩方面的內容：一是接合性能，即在一定的焊接工藝條件下，形成焊接缺陷的敏感性；二是實用性能，即在一定焊接工藝條件下，焊接接頭對使用要求的適應性。知識點解析：暫無解析2、為什么要對金屬材料進行焊接性試驗?標準答案：焊接性試驗是產品設計、施工準備以及正確擬訂焊接工藝的重要依據。通過焊接性試驗，可以知道金屬材料在一定工藝條件下焊接后的情況。如焊接接頭出現裂縫的可能性，即抗裂性好壞；焊接接頭在使用中的可靠性，包括接頭的力學性能和其他的特殊性能(耐熱、耐蝕、耐低溫、抗疲勞、抗時效)等。知識點解析：暫無解析3、怎樣評價鋼材的焊接性?標準答案：通常情況下，可根據鋼材的含碳多少和合金元素的種類與含量來評價鋼材的焊接性。含碳量多或含合金元素多，則焊接性較差，這是一種粗略的估計方法。也可以通過碳當量的計算，以及鋼材的化學成分對焊接熱影響區淬硬性的影響程度來評價焊接時產生冷裂紋的傾向。碳鋼和低合金鋼常用的碳當量公式(國際焊接學會推薦的)是式中，元素符號代表元素含量的百分數。根據經驗：Ceq＜0．4％時，鋼材的淬硬傾向很小，焊接性好，焊接時，不需要預熱。Ceq=0．4％～0．6％時，鋼材的淬硬傾向逐漸增大，需要適當預熱。Ceq＞0．6％時，淬硬傾向大，較難焊接，需要采取較高的預熱溫度和嚴格控制焊接工藝。知識點解析：暫無解析4、低碳鋼常用的焊接方法有哪些?在什么情況下，焊接低碳鋼時需焊前預熱和焊后熱處理?標準答案：(1)低碳鋼幾乎可以采用所有的焊接方法來焊接。常用的焊接方法有：焊條電弧焊、埋弧自動焊、二氧化碳氣體保護焊、電渣焊等。(2)當焊件較厚或剛性很大，同時對焊接接頭性能要求又較高時，則要做焊前預熱和焊后熱處理。例如鍋爐汽包，即使采用20g和22g等焊接性良好的低碳鋼，由于板厚較大，仍要進行150℃預熱和600～650℃的焊后熱處理。知識點解析：暫無解析5、中碳鋼焊接時有哪些特點?標準答案：由于含碳量增多，鋼材的塑性變差，淬火傾向增大，使中碳鋼焊接性較差。焊接時易產生淬硬組織和冷裂，熱裂傾向也較大，焊接接頭的塑性及抗疲勞強度均較低。焊接時，盡可能選用塑性較好的焊條，如堿性低氫型焊條。在不要求與母材等強度時，盡量選用強度等級較低的焊條。在不可能預熱時，也可采用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條。中碳鋼焊接時的預熱溫度，通常情況下，35、45號鋼可選用150～250℃。含碳量再增高或工件剛性很大時，可提高到250～400℃。知識點解析：暫無解析6、中碳鋼焊接時主要采取的措施有哪些?標準答案：中碳鋼焊接時，為了保證焊后不產生裂紋和得到滿意的焊接質量，通常采取以下措施：(1)盡量采用堿性焊條；(2)預熱；(3)在焊接工藝上采取措施：1)焊接坡口盡量開成U形，以減少母材的熔人量。2)焊接第一層焊縫時，盡量采用小電流、慢速焊，減小熔合比，以防止冷裂紋。3)對堿性焊條進行烘干。4)錘擊焊縫，減小殘余應力，細化晶粒。5)焊后盡可能緩冷。6)焊后熱處理。7)形狀復雜的焊件或焊縫過長，可分段焊。知識點解析：暫無解析7、低合金高強度鋼焊接時有哪些特點?標準答案：低合金高強度鋼是根據屈服極限分級的，不同級別的鋼，其焊接特點不同。(1)σS300～400MPa級的低合金高強度鋼。一般以熱軋和正火狀態使用。母材組織為鐵素體加珠光體。其碳當量一般在0．4％以下，焊接性優良，故不需要采取特殊工藝措施。只有在厚板、接頭剛性大或在低溫下焊接時，為防止冷裂紋，才需要適當控制焊接工藝。(2)σS=450～550MPa級的低合金高強度鋼。正火后，母材組織為細晶粒鐵素體加珠光體或貝氏體。其碳當量較高(Ceq=0．4％～0．6％)，有較明顯的淬硬傾向。這類鋼的焊接工藝原則是適當調整焊接線能量和預熱溫度，以控制熱影響區的冷卻速度，保證其最高硬度不超過能避免冷裂縫的臨界硬度值，一般為HV350～450。(3)σS=600～1000MPa級的調質鋼。這類鋼的焊接性較差，但當含碳量小于0．20％時，不僅具有高的強度和高的塑性、韌性，而且還有較好的焊接性，不要求很高的預熱溫度(一般不超過200℃)。焊后不需要熱處理，便可使焊接接頭的力學性能達到或接近母材的水平。焊接的原則是保證奧氏體化的熱影響區冷卻速度足夠高，以便獲得低碳馬氏體或下貝氏體組織。另外，為了避免產生冷裂縫，必須嚴格控制焊接的低氫條件。對焊條的水分、氫含量，以及工件表面的油污、水汽等都要嚴加控制。而且焊接時還要保持層間溫度，以加速氫的擴散逸出。但是過高的冷卻速度會導致抗裂性和塑性下降，所以必須協調好焊件厚度、預熱溫度和焊接規范等參數之間的關系。知識點解析：暫無解析8、16Mn鋼的焊接性如何?標準答案：16Mn鋼是應用最廣的普低鋼。它只是比Q235多加入約1％的錳，而屈服強度卻提高35％左右，而且冶煉、加工和焊接性能都較好，所以普遍用于制造各種焊接結構和容器。16Mn是屬于350MPa級的普通低合金結構鋼。16Mn鋼具有良好的焊接性，淬硬傾向比Q235鋼稍大些。在大厚度、大剛性結構上進行小工藝參數、小焊道的焊接時，有可能出現裂紋，特別是在低溫條件下進行焊接。因此，低溫條件下焊接時應進行適當的預熱。知識點解析：暫無解析9、15MnV和15MnTi鋼的焊接性如何?標準答案：15MnV和15MnTi鋼是屬于400MPa級的普低鋼。它們分別是在16Mn鋼的基礎上加了0．06～0．12％的釩和0．12～0．2％的鈦煉制而成。釩或鈦的加入，能使鋼材強度增高，同時又能細化晶粒，減少鋼材的過熱傾向。此外，這兩種鋼含碳量的上限比16Mn鋼低0．02％，所以具有良好的焊接性。因此，當板厚小于32mm、在0℃以上施焊時，原則上可不預熱；當板厚大于32mm、在0℃以下施焊時，則應預熱至100～150℃。焊后采用550～650℃的回火處理。知識點解析：暫無解析10、18MnMoNb鋼的焊接性如何?標準答案：18MnMoNb鋼屬于500MPa級的普低鋼，是采用鈮來強化的中溫壓力容器用鋼。這種鋼焊接時具有一定的淬硬傾向，所以焊前一般需要預熱，預熱溫度為200～250℃。為防止焊后產生延遲裂紋，產品在焊后應及時進行650℃的回火處理。知識點解析：暫無解析11、珠光體耐熱鋼的特性如何?為什么鋼中含有Cr、Mo、V等元素?標準答案：珠光體耐熱鋼具有較高的高溫強度和高溫抗氧化性。鉻和鉬是組成珠光體耐熱鋼的主要合金元素，其中鉬能顯著提高金屬的高溫強度，在500～600℃時仍保持較高的強度。由于鉻和氧的親和力比鐵和氧的親和力大，高溫時，在金屬表面首先生成氧化鉻。由于氧化鉻非常致密，相當于金屬表面形成了一層保護膜，從而可以防止內部金屬受到氧化。鋼中的碳與鉻具有很大的親和力，能形成鉻的化合物，從而降低了鋼中鉻的有效濃度，這對高溫抗氧性是不利的。由于釩能與碳形成穩定的碳化釩，降低碳的有害作用，從而提高了鋼的高溫強度，所以這類鋼中往往加入一定量的釩。知識點解析：暫無解析12、珠光體耐熱鋼的焊接性怎樣?標準答案：鉻和鉬能提高金屬的高溫強度和高溫抗氧化性，但它們使金屬的焊接性變差。在熱影響區具有淬硬傾向，焊后在空氣中冷卻時易產生硬而脆的馬氏體組織。不僅影響焊接接頭的力學性能，而且產生很大的內應力，使熱影響區有冷裂傾向。含碳量和含鉻量越多，淬硬傾向越嚴重。由于耐熱鋼中含有鉻、鉬、釩等合金元素，因此具有再熱裂紋的問題。知識點解析：暫無解析13、珠光體耐熱鋼焊接時應考慮哪些問題?標準答案：珠光體耐熱鋼焊接時應考慮的問題有：(1)防止冷裂紋產生。珠光體耐熱鋼屬低合金鋼，含有鉻、鉬、釩、鎢、鈮等。焊接時，如果冷卻速度較大，則：易形成淬硬組織。在有較大的拘束應力時，會導致裂紋的產生。合金含量越高，淬硬傾向越大。預熱能使冷卻速度減慢，故能防止冷裂紋的產生。(2)使焊縫的化學成分與母材金屬相一致。為了保證珠光體耐熱鋼的焊接結構能長期、可靠地在特定條件下工作，要求焊縫具有良好的抗氧化能力，較高的持久強度和蠕變極限，同時要求焊縫的性能和組織有足夠的穩定性。焊接時，焊縫金屬的化學成分應最大限度接近被焊鋼材的成分，以保證高溫下性能的一致。否則在長期高溫運行條件下，焊接接頭內的合金元素會產生擴散，特別是在熔合區的碳發生遷移，使接頭的持久強度和塑性降低。知識點解析：暫無解析14、珠光體耐熱鋼的焊接工藝特點主要有哪些?標準答案：為了保證耐熱鋼有高溫強度和高溫抗氧化性，鋼中加入鉻和鉬。但鉻和鉬的加入給焊接帶來一定的困難。為了防止熱影響區淬硬和產生裂縫，在焊接時應采取下列工藝措施：(1)焊前預熱。(2)采用保溫焊和連續焊，采用短道焊。(3)盡量在自由狀態下焊接。(4)焊后緩冷。(5)焊后立即進行熱處理。(6)根據化學成分選擇焊條。知識點解析：暫無解析15、何謂保溫焊和連續焊?標準答案：所謂保溫焊，是指在整個焊接過程中，應使焊件(焊縫附近30～100mm范圍)保持足夠的溫度。在焊接過程中，應經常測量并使溫度不下降。所謂連續焊，是指焊接過程中最好不問斷。如果必須間斷，則應在間斷時使焊件緩慢均勻地冷卻，再焊之前仍要重新預熱。知識點解析：暫無解析16、珠光體耐熱鋼焊接時如何選用焊條?標準答案：珠光體耐熱鋼焊接時焊條主要是根據化學成分選擇，而不是根據常溫力學性能選擇。為了確保焊接接頭的高溫強度和高溫抗氧化性不低于基本金屬，焊條的合金含量應與焊件相當或者略高一些。使用鉻鉬耐熱鋼焊條，應嚴格遵守使用堿性焊條的各項規則。主要是：焊條的烘干、焊件的仔細清理、使用直流反接電源、用短弧焊接等。鉻鉬珠光體耐熱鋼手弧焊時，也可選用奧氏體不銹鋼焊條，如EO-18-12Mo2-16、E1-23-13-16、E1-23-13-Mo2-16等。焊前仍需預熱，焊后一般不熱處理。這種方法特別適用于有些焊件焊后不能進行熱處理，而含鉻量又高的情況。知識點解析：暫無解析17、珠光體耐熱鋼在焊接時對焊后緩冷有何要求?標準答案：焊后緩冷是焊接鉻鉬耐熱鋼必須嚴格遵循的原則，即使在炎熱的夏季也必須做到這一點。一般是焊后立即用石棉布覆蓋焊縫及近縫區，小的焊件可以直接放在石棉灰中。覆蓋必須嚴實，以確保焊后緩冷。知識點解析：暫無解析18、珠光體耐熱鋼焊后熱處理的目的及要求是什么?標準答案：珠光體耐熱鋼焊后應立即進行熱處理，其目的是為了防止延遲裂紋，消除應力和改善組織。對于厚壁容器及管道，焊后常進行高溫回火，即將焊件加熱至700～750℃(低于Ac1)，保溫一定時間，然后在靜止空氣中冷卻。為了改善組織、提高性能可進行退火處理，即將焊件加熱至840～910℃，保溫一定的時間(2～3min／mm)，然后以約30℃／h的速度冷卻至540℃，再爐冷或空冷至室溫。知識點解析：暫無解析19、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr3MoVSiTiB(Ⅱ11)、12Cr2-MoWVTiB(鋼102)、12Cr3Mo等珠光體耐熱鋼的焊接宜選用什么焊條?標準答案：各種鋼焊接時應選用的焊條見表13-1。知識點解析：暫無解析20、怎樣焊接12Cr2MoWVTiB鋼管?標準答案：12Cr2MoWVTiB鋼也叫鋼102。其焊接性能良好，可采用全氬弧焊或氬弧焊打底、電焊蓋面的工藝方法進行焊接，其焊接工藝要點如下：(1)焊接材料選擇。氬弧焊打底時，選用國產TIG-R34氬弧焊絲，直徑φ2．5mm。氬氣純度要求在99．95％以上，打底層厚度2．5～3mm。電焊蓋面時選用E5515-B3-VwB焊條，使用前烘干，溫度350～400℃，保溫2h。(2)焊前預熱。102鋼焊前需預熱250～300℃，小徑管可不預熱。知識點解析：暫無解析21、馬氏體耐熱鋼焊接時有哪些特點?標準答案：馬氏體耐熱鋼主要有鉻13型簡單成分的高鉻鋼，如Cr13，2Cr13以及以鉻12為基礎的加入Mo、V、W、Nb等合金元素的鋼。該類鋼具有空淬傾向，焊接性較差，焊后易形成硬度很高的馬氏體和少量貝氏體組織，產生冷裂紋。為了防止焊接接頭的硬化和產生裂紋，焊前一般必須預熱到200～400℃，焊后尚未完全冷卻前應進行高溫回火。焊后冷卻速度也不宜過慢，否則在接頭中會引起晶粒邊界碳化物析出和形成鐵素體，從而降低常溫沖擊韌性。知識點解析：暫無解析22、F12鋼管焊接時對熱規范有什么要求?標準答案：F12鋼主蒸汽管道焊接的熱規范要求見圖13-1。厚壁管的根層當薄壁管處理，預熱到300～350℃(氬弧焊打底可不預熱)，其他各層預熱到400～450℃。焊接過程中一直保持預熱溫度。焊完后冷卻到100～150℃，保溫0．5～1h。待其組織基本轉變完畢后，升溫進行高溫回火，回火溫度為760±10℃，回火的保溫時間視壁厚不同按表13-2選擇。回火后包石棉布自冷即可。知識點解析：暫無解析23、為什么F12鋼管焊接時一直要保持預熱溫度?怎樣保持?標準答案：F12鋼管的貝氏體組織開始形成溫度約在400℃左右。為了保證焊接過程中不發生相變(處于過冷奧氏體狀態)，必須保持焊件預熱溫度的下限略高于貝氏體開始轉變溫度。但是也不得超過預熱溫度的上限，否則焊縫的冷卻速度變慢，有可能析出鐵素體。焊完后，讓整個焊縫同時冷卻，其冷卻速度控制在略大于臨界冷卻速度，得到馬氏體組織。為了保持預熱溫度，一般在管子的接口邊緣裝三只熱電偶測溫點，見圖13-2。利用感應圈加熱來維持溫度。在整個焊接過程中，專人觀察儀表的指示。當低于400℃，立即停止焊接，接通感應圈電源，將接口加熱到400℃以上，才能繼續焊接；相反，當溫度高于450℃時，也要停止焊接，待溫度下降到450℃以下，才能繼續焊接。知識點解析：暫無解析24、手工鎢極氬弧焊焊接20鋼、12CrMo、12Cr1MoV、lOCrM0910鋼時宜選用什么焊絲?標準答案：(1)20鋼宜選用TIG-J50焊絲。(2)12CrMo鋼宜選用TIG-R30焊絲。(3)12Cr1MoV鋼宜選用TIG-R31焊絲、12Cr2MoWVTiB(鋼102)鋼宜選用1TIG-R34焊絲。(4)10CrM0910鋼宜選用TIG-R40焊絲。知識點解析：暫無解析25、什么叫晶間腐蝕?產生的原因是什么?標準答案：沿焊縫金屬晶粒邊界發生的腐蝕破壞現象稱為晶間腐蝕。產生晶間腐蝕的原因是鋼中碳化鉻的析出造成晶間貧鉻所致。知識點解析：暫無解析26、防止奧氏體鋼焊接接頭產生晶間腐蝕的措施有哪些?標準答案：防止奧氏體鋼焊接接頭產生晶間腐蝕的措施有：(1)控制焊縫的含碳量。(2)選用雙相組織的焊條。(3)添加穩定劑。(4)縮短450～850℃停留時間。(5)控制焊接熱輸入。(6)焊后進行穩定化或固溶處理。知識點解析：暫無解析27、奧氏體不銹鋼焊接為什么容易產生熱裂紋?防止熱裂紋的措施有哪些?標準答案：(1)產生熱裂紋的主要原因有：1)奧氏體不銹鋼的導熱系數只有低碳鋼的1／2，而線膨脹系數卻大的多，所以焊后殘余應力大；2)奧氏體不銹鋼中的成分如碳、硫、磷、鎳等會在熔池中形成低熔點共晶體；3)奧氏體不銹鋼的液、固相線的區間較大，結晶時間長，偏析現象嚴重。(2)防止熱裂紋的主要措施有：1)采用形成雙相組織的焊條；2)在焊接工藝上可采用堿性焊條焊接；3)采用小電流、快速焊；4)收尾時盡量填滿弧坑；5)采用氬弧焊打底。知識點解析：暫無解析28、鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接的工藝要點有哪些?標準答案：鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接的主要問題有熱裂紋、脆化和晶間腐蝕，焊接時工藝要點如下：(1)焊條選擇。1)超低碳不銹鋼焊條，如E00-19-10-16等。含碳量極低，故抗晶問腐蝕性能較好。用在危險溫度、強腐蝕介質下工作的設備。2)含碳量≥0．04％，不含穩定劑的18-8型焊條，如E0-19-10-15、E0-19-10-16等。由于含碳≥0．04％，而且不含鈦和鈮等穩定劑，因此只能用于耐腐蝕要求不太高的焊件。3)含有穩定劑鈮的焊條。如E0-19-10Nb-16、E0-19-10Nb-15可與含有穩定劑鈦的不銹鋼配合使用，用于抗晶問腐蝕性能要求高的焊件。(2)工藝措施。1)焊接電流要選得小些，一般比低碳鋼要低20％。2)施焊時，焊條不作橫向擺動，盡量減少母材過熱。3)焊縫盡量避免重復加熱，不宜采用多層焊。4)焊接時不得隨意在鋼板上引弧。5)加速焊縫冷卻，一般可采取空冷；特殊要求時，還可采取銅墊板、通水、通壓縮空氣等強制冷卻。(3)焊后熱處理。鉻鎳奧氏體不銹鋼焊后一般立即澆水，快速冷卻。但為了提高材料的抗晶間腐蝕能力，也可采用加熱到850℃，保溫4h的穩定化退火，或加熱到1050～1150℃，保溫1h后澆水快冷，進行固溶處理。知識點解析：暫無解析29、何謂不銹復合鋼板?標準答案：不銹復合鋼板由復層(不銹鋼)和基層(碳鋼、低合金鋼)組成。通常復層只有1．5—3．5mm厚，比單體不銹鋼可節省60％～70％的不銹鋼，具有很大的經濟意義。不銹復合鋼板導熱系數比單體不銹鋼高1．5～2倍，因此，特別適用于既要求耐腐蝕性又要求傳熱效率高的設備，可用來制造化工、石油等工業部門的容器和管道。知識點解析：暫無解析30、不銹復合鋼板的焊接有何特殊性?標準答案：不銹復合鋼板是由兩層不同性質的鋼板復合而成，故在焊接時有它的特殊性。既要滿足基層的焊接結構強度，又要使不銹復合鋼板較薄的復層滿足耐腐蝕性能要求。對于基層要避免鉻、鎳等合金含量增高。因鉻、鎳含量增高，基層焊縫中會形成硬脆組織，容易產生裂紋，影響焊縫強度。對于復層要避免含碳量增加。因復層焊縫含碳量增加會大大降低其耐腐蝕性。因此焊接工作比單層鋼板復雜，要采用復合鋼板特殊的焊接工藝。知識點解析：暫無解析31、不銹復合鋼板的焊接工藝要遵循哪兩條原則?標準答案：采用不銹復合鋼板特殊的焊接工藝時要遵循下列原則：(1)不能用碳鋼或低合金焊條向高合金材料上焊。要先焊碳鋼或低合金鋼，后焊不銹鋼。(2)焊不銹鋼焊縫時，為減少熱影響區，降低合金稀釋率，宜采用小電流、直流反接、直道多道焊。焊接時焊條不宜作橫向擺動。知識點解析：暫無解析32、不銹復合鋼板焊接時如何選擇焊條?標準答案：由于復合鋼板焊接的特殊性，要采用三種不同的焊條來焊接同一條焊縫，以保證焊縫質量。基層與基層焊接，采用與基層材質相應的碳鋼焊條；復層與復層的焊接采用與復層材質相應的焊條；基層與復層交界處——過渡層的焊接可采用鉻、鎳含量高的Cr25Ni13或Cr23M12Mo2型焊條(如E1-23-13-16、E1-23-13-15)，以減少碳鋼對不銹鋼合金成分的稀釋作用和補充焊接過程中合金成分的燒損。知識點解析：暫無解析33、什么是異種鋼焊接接頭?標準答案：被焊母材的化學成分不同，無論選用什么焊條，均為異種鋼接頭，見圖13-3(a)、(b)、(c)；若被焊母材的化學成分相同，而選用的焊條與母材不同，也稱為異種鋼接頭，見圖13-3(d)。根據金屬組織，異種鋼接頭可分為：(1)同類異種鋼接頭。金屬組織相同，而化學成分不同，如碳鋼+低合金耐熱鋼(如20鋼+12CrlMoV)，以及不同牌號的低合金耐熱鋼(如15CrMo+10CrMo910)等。(2)異類異種鋼接頭。金屬組織和化學成分均不相同，如低合金耐熱鋼+奧氏體不銹鋼(如15CrMo+1Cr18Ni9)，低合金耐熱鋼+馬氏體熱強鋼(如12Cr1MoV+F12)等。知識點解析：暫無解析34、奧氏體鋼與珠光體鋼焊接時存在哪些問題?標準答案：奧氏體鋼與珠光體