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材料焊接性

  1. 与低碳钢相比,钛及其合金的导热系数比低碳钢小。

  2. A:对 B:错
    答案:大
  3. 黄铜中的锌易蒸发,极少采用焊条电弧焊,必要时可采用青铜焊条。

  4. A:错 B:对
    答案:对
  5. 焊接拉应力越小,越易发生应力腐蚀开裂。

  6. A:对 B:错
    答案:错
  7. 碳当量的数值越小,被焊钢材的淬硬倾向越小,焊件区越容易产生冷裂纹。

  8. A:对 B:错
    答案:错
  9. σ相是指一种脆硬而无磁性的金属间化合物相,具有变成分和复杂的晶体结构。

  10. A:错 B:对
    答案:对
  11. 一般情况下,金属基复合材料焊接接头的强度要比复合材料本身要低。

  12. A:对 B:错

  13. 金属间化合物熔化焊接时容易形成裂纹,采用钎焊、扩散焊接头容易发生界面反应生成不同类型的化合物从而影响其焊接性。

  14. A:错 B:对
    AI参考:B. 对。金属间化合物熔化焊接时容易产生裂纹,但不是因为钎焊和扩散焊接时容易发生界面反应。金属间化合物扩散焊接头的冶金特点是不发生脆性化合物相的生成,焊接接头在高温下具有良好的塑性和韧性,不会影响其焊接性。因此,选项A是错误的,选项B是正确的。'
  15. 中碳调质钢的淬硬倾向十分明显,焊接热影响区容易出现硬脆的马氏体组织,减小了焊接接头区的冷裂纹倾向。

  16. A:对 B:错
    AI参考:A. 对。碳调质钢的淬硬倾向明显,焊接热影响区容易形成硬脆的马氏体组织,这会提高焊接接头的强度,但也增加了焊接接头的冷裂纹倾向。然而,适当的预热和焊后热处理可以降低冷裂纹倾向。因此,该判断题是正确的。'
  17. 屈服强度ReL>294MPa的强度用钢均可称为高强钢。

  18. A:对 B:错
    AI参考:答案:B。高强钢是屈服强度ReL大于294MPa的强度用钢,屈服强度高于460MPa且拉伸屈服后要有一段几乎直线状态的行将直至断裂的钢都称作为高强钢。因此并非所有屈服强度ReL>294MPa的强度用钢均可称为高强钢。故此题错误。'
  19. 合金结构钢具有优良的综合性能,经济效益显著,应用范围涉及到国民经济和国防建设的各个领域,是焊接结构中用量较小的一类工程材料。(

  20. A:错 B:对

  21. 20世纪20年代以前,工程钢结构的制造主要采用铆接,设计参数主要是抗拉强度。

  22. A:错 B:对
    AI参考:B. 对。在20世纪20年代以前,工程钢结构的制造主要采用铆接,设计参数主要是抗拉强度。因此,这个说法是正确的。'
  23. 在焊接珠光体和奥氏体异种钢接头时,为了防止熔合区形成马氏体脆化层,通常在奥氏体钢一侧坡口上堆焊一层Cr23-Ni13过渡层。

  24. A:对 B:错

  25. 热裂纹不仅出现于枝晶晶界,也会产生于所谓“多边化”边界的亚晶界,即所谓“多边化裂纹”。

  26. A:对 B:错

  27. 黄铜是Cu-Zn二元合金,表面呈淡黄色。

  28. A:对 B:错
    AI参考:答案:B。黄铜是Cu-Zn二元合金,表面呈黄色是合金的本色,不呈现淡黄色。因此该判断是错误的。'
  29. 在高温下有一定的抗氧化能力和较高强度的钢种称为热强钢。

  30. A:错 B:对
    AI参考:答案:B。在高温下具有一定的抗氧化能力和较高强度的钢种称为热强钢。'
  31. 高纯铁素体钢由于碳和氮含量很低,具有良好的焊接性,高温脆化不显著,焊前需预热,焊后也需热处理。

  32. A:对 B:错
    AI参考:答案:B。高纯铁素体钢由于碳和氮含量很低,具有良好的焊接性,焊前焊后都不需预热,不需要热处理。所以题干描述错误。'
  33. 不锈钢的晶间腐蚀一定是与晶界层“贫铬”现象有关。

  34. A:错 B:对
    AI参考:答案:B。不锈钢的晶间腐蚀一定是与晶界层“贫铬”现象有关。晶间腐蚀是金属腐蚀的一种类型,它是指腐蚀首先从金属表面的晶界处开始,逐渐向晶粒内部发展,使晶粒之间的联接处完全破坏,导致金属构件截面减小,强度和承载能力降低,甚至完全失效的一种腐蚀破坏形态。不锈钢的晶界层“贫铬”现象是导致晶间腐蚀的主要原因之一。因此,该判断题是正确的,答案为B。'
  35. 纯铜及黄铜的收缩率和热膨胀系数较低碳钢大,故其焊接接头容易生成热裂纹。

  36. A:对 B:错

  37. 2Cr25Ni20只能做为耐热钢来使用。

  38. A:错 B:对
    AI参考:答案:B。对。2Cr25Ni20是一种耐热钢,可以用于制作高温下工作的零件和设备。'
  39. .异种材料焊接时,两种材料的性能差异越大,焊接性越好。

  40. A:对 B:错

  41. 中合金结构钢中合金元素总的质量分数( )。

  42. A:5%~10% B:>10% C: =10% D:≤5%

  43. 下列不属于陶瓷材料焊接时的主要问题是( )。

  44. A:界面反应 B:界面润湿性差 C:气孔 D:焊接裂纹
    AI参考:答案是B:界面润湿性差。陶瓷材料在焊接时,其界面反应、气孔和焊接裂纹都是可能遇到的问题,而其润湿性较好,不容易出现焊接不均匀的现象。因此,不属于陶瓷材料焊接时的主要问题的是界面润湿性差。'
  45. 奥氏体区的温度范围约为( )。

  46. A:620~720℃ B:1150~1250℃ C:780~820℃ D:820~1150℃

  47. 下列钢中,属于沉淀硬化不锈钢的是( )。

  48. A:0Cr17Ni7Al B:1Cr17 C:0Cr19Ni9 D:4Cr13
    AI参考:正确答案是A:0Cr17Ni7Al。本题考查的是金属材料的分类及性质,沉淀硬化不锈钢是含有高碳低碳的合金钢,具有良好的耐腐蚀性、韧性和焊接性,具有良好的强度和耐磨性。本题中,选项A属于沉淀硬化不锈钢,选项B属于马氏体不锈钢,选项C属于奥氏体不锈钢,选项D属于马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的混合钢。因此,本题的正确选项为A。'
  49. 与低碳钢相比,不锈钢的导热系数比低碳钢( )。

  50. A:相同 B:大 C:无法比较 D:小

  51. 焊缝强度匹配系数S=(Rm)w/(Rm)b,是表征接头力学非均质性的参数之一,(Rm)w为焊缝强度,(Rm)b为母材强度。当(Rm)w/(Rm)b>1时,称为( )。

  52. A:超强匹配 B:不匹配 C:等强匹配 D:低强匹配

  53. 中碳调质钢的屈服强度为( )。

  54. A:441~980MPa B:≥294MPa C:880~1176MPa以上 D:294~490MPa

  55. 面属于纤维增强的Al基复合材料的是( )。

  56. A:SiCf/6061Al B:Ni3Al C:ZrO2 D:SiCp/Al
    AI参考:正确答案是D:SiCp/Al。纤维增强的Al基复合材料是指以金属铝为基体,以纤维(如碳纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维等)为增强体的复合材料。选项D中,SiCp是碳化硅颗粒,属于纤维,而Al是金属铝,是基体,因此SiCp/Al属于纤维增强的Al基复合材料。其他选项中,Ni3Al是金属间化合物,ZrO2是氧化物,都不是纤维,因此不属于纤维增强的Al基复合材料。'
  57. 奥氏体钢焊缝的凝固裂纹与凝固模式直接相关,以下哪种凝固模式最有利于抵抗热裂纹( )

  58. A:AF凝固模式 B:F凝固模式 C:FA凝固模式 D:A凝固模式
    AI参考:正确选项是【C:FA凝固模式】。凝固裂纹是指焊接过程中,焊缝金属凝固过程中形成的裂纹。奥氏体钢具有高熔点、高沸点、高电阻率等特点,但当存在偏析、杂质集中、组织应力大等因素时,容易产生凝固裂纹。凝固模式是指焊缝金属在凝固过程中的温度场和结晶过程,不同的凝固模式会影响焊缝金属的微观结构和应力状态。FA凝固模式是指先析出奥氏体晶粒,后析出铁素体晶粒的凝固模式,这种模式有利于减缓杂质偏析和应力集中,从而降低热裂纹的风险。因此,C选项是正确的。'
  59. 在焊接热轧及正火钢时,焊缝韧性在很大程度上依赖Si、Mn含量,Si和Mn含量过多或过少都会使韧性下降,通常认为合适的Si含量和Mn含量分别为( ),焊缝韧性高。

  60. A:WSi:0.15%-0.25%,WMn:0.80%-1.00% B:WSi<0.10%,WMn<0.80% C:WSi:0.015%-0.025%,WMn:0.08%-0.10% D:WSi>0.25%,WMn>1.00%

  61. 不锈钢的主要腐蚀形式不包括( )。

  62. A:晶间腐蚀 B:应力腐蚀 C:氢腐蚀 D:点腐蚀

  63. 下列特点中不属于先进结构材料优异性能的是( )。

  64. A:高强度 B:易焊接 C:耐腐蚀 D:耐高温

  65. 为保证焊接质量,一般应保证钛及其合金的焊接接头焊后为( )。

  66. A:灰色 B:黄色 C:银白色 D:蓝色
    AI参考:正确答案是C:银白色。银白色为钛及钛合金典型外观颜色,为了不影响合金的外观颜色,保证焊接质量,一般应保证钛及其合金的焊接接头焊后为银白色。因此,本题答案为C。'
  67. 熔化极气体保护焊的英文缩写( )。

  68. A:VPPA B:TIG C:MIG D:FSW

  69. 制造对强度要求低且组织无要求的不重要铸件时,其石墨的组织状态是( )。

  70. A:较粗片状 B:粗片状 C:细小片状 D:较细片状
    AI参考:正确答案是:D:较细片状。石墨组织对铸铁的机械性能影响较大,在铸造对强度要求低且组织无要求的不重要铸件时,其石墨组织应较细小,因此答案为D。希望以上答案对你有帮助。'
  71. 下列不属于低碳调质钢的是( )。

  72. A:14MnMoNbB B:34CrNi3MoA C:15MnMoVNRE D:0Ni5CrMoV
    AI参考:正确答案是D:0Ni5CrMoV。低碳调质钢是指含碳量一般小于0.25%的碳素钢,主要用于制造渗碳零件和调质零件。选项中只有D项不属于低碳调质钢,故选D。'
  73. 下列属于低碳调质钢的是( )。

  74. A:30CrMnSiNi2A B:40Cr C:34CrNi3MoA D:14MnMoNbB
    AI参考:正确答案是B:40Cr。低碳调质钢是指在合金元素含量较低的情况下,通过合金调质使钢具有足够的强度,同时又有良好的塑性和良好的切削加工性能的合金钢。40Cr属于低碳调质钢。因此,本题的正确选项为B。其他选项中,30CrMnSiNi2A属于中碳调质钢,34CrNi3MoA属于中碳渗碳钢,14MnMoNbB属于中碳贝氏体钢。这些钢种在合金元素含量和性能上与低碳调质钢有所不同。'
  75. 下列属于α钛合金的是( )

  76. A:钛铝钒 B:钛铝锰 C:钛铝锡锆 D:工业纯钛
    AI参考:正确答案是D:工业纯钛。工业纯钛是一种α钛合金,它是以纯钛为主要成分,杂质含量很少的钛合金,具有良好的热加工性、焊接性和无磁性等。其他选项中的钛合金不是α钛合金。因此,本题答案为D。'
  77. 下列哪一种气体对钛及钛合金产生气孔的影响较弱( )。


  78. A:N2 B:H2 C:CO2 D:O2

  79. 黄铜是( )二元合金,表面呈淡黄色。

  80. A:Cu-Zn B:Cu-Ni C:Cu-Mn D:Cu-Fe
    AI参考:单选题:黄铜是Cu-Zn二元合金,表面呈淡黄色。所以答案是选项A:Cu-Zn。'
  81. 正火钢又可分( )。

  82. A:贝氏体钢 B:奥氏体 C:马氏体钢 D:珠光体钢

  83. 低温钢的性能要求有哪些?( )

  84. A:满足设计要求的强度 B:在使用温度下组织结构稳定 C:韧性-脆性转变温度低于使用温度 D:良好的焊接性和加工成型性
    AI参考:正确选项为B、C、D。低温钢的性能要求包括:在使用温度下组织结构稳定,即具有足够的塑韧性和耐冲击性能;韧性-脆性转变温度低于使用温度,以确保安全使用;同时,良好的焊接性和加工成型性便于制造和加工。选项A虽然涉及强度,但并非低温钢的专门要求。'
  85. 焊后热处理的目的是什么?( )

  86. A:可消除或者减少在热影响区出现的脆硬组织 B:降低热影响区硬度,提高塑性和韧性 C:有效减少焊接残余应力,增加焊件的尺寸稳定 D:促进扩散氢的逸出

  87. 铜及铜合金焊接焊条分为( )。

  88. A:白铜焊条 B:青铜焊条 C:纯铜焊条 D: 黄铜焊条

  89. 珠光体耐热钢的焊接中存在的主要问题是什么?( )

  90. A:晶粒粗大 B:强度变大 C:淬硬倾向较大,易产生冷裂纹 D:焊后热处理过程中易产生再热裂纹
    AI参考:珠光体耐热钢的焊接中存在的主要问题有:C,淬硬倾向较大,易产生冷裂纹和D,焊后热处理过程中易产生再热裂纹。这是因为珠光体耐热钢在焊接后,由于材料本身的特性以及焊接工艺的影响,容易出现淬硬组织,导致强度增加,脆性加大,从而容易产生裂纹。同时,在焊后热处理过程中,由于温度变化和应力作用,容易产生再热裂纹。因此,对于珠光体耐热钢的焊接,需要特别注意焊接工艺和热处理过程的控制,以避免出现上述问题。而晶粒粗大和强度变大并不是珠光体耐热钢焊接中主要存在的问题。'
  91. 下列( )是焊后热处理的目的

  92. A:改善其韧性 B:减少残余应力 C:降低焊缝和热影响区硬度 D:改善其塑性
    AI参考:答案是:C:降低焊缝和热影响区硬度,D:改善其塑性。焊后热处理的目的包括:1. 改善其韧性;2. 减少残余应力;3. 降低焊缝和热影响区硬度,改善其塑性和耐腐蚀性等。因此,选项C和D是正确的。'
  93. 选择已有的或设计新的焊接性试验方法应符合的原则有哪些?( )

  94. A:可比性 B:针对性 C:再现性 D:经济性

  95. 有色金属及合金的分类方法很多,根据组成合金的元素数目,可分为( )

  96. A:二元合金 B:一元合金 C:多元合金 D:三元合金

  97. 根据热影响区组织特征的不同可划分为( )。

  98. A:熔合区 B:不完全结晶区和回火区 C:细晶区 D:粗晶区

  99. 珠光体耐热钢的焊接工艺特点有( )。

  100. A:焊后保温及缓冷 B:焊条的选择 C:焊前预热 D:焊后热处理

  101. 焊接区内有哪些气体?( )

  102. A:H2 B:N2 C:CO D:CO2
    AI参考:正确选项为D:CO2。焊接区内通常使用的是二氧化碳气体(CO2),用于保护焊接区不受空气中的氧气和其他有害气体的影响,保持焊接区的纯度,提高焊接质量。氢气(H2)和氮气(N2)不是焊接区内常用的保护气体,而一氧化碳(CO)虽然也是焊接区常用的气体之一,但通常是在焊接过程中产生的副产物。'
  103. 结构材料具有( )的特点。

  104. A:高韧性 B:耐蚀 C:高强度 D:耐高温
    AI参考:正确选项为【ABCD】结构材料的特点包括高强度、高韧性、耐蚀、耐高温等。因此,选项ABCD都是结构材料的正确特点。'
  105. 为什么焊后热处理是珠光体耐热钢防止冷裂纹的重要措施之一?( )

  106. A:降低热影响区硬度,提高塑性和韧性 B:促进扩散氢的逸出 C:可消除或者减少在热影响区出现的脆硬组织 D:有效减少焊接残余应力,增加焊件的尺寸稳定
    AI参考:正确选项为A、B、C。焊后热处理是珠光体耐热钢防止冷裂纹的重要措施之一,原因如下:A:降低热影响区硬度,提高塑性和韧性。在焊接过程中,热影响区的硬度会升高,这会导致材料的塑性和韧性降低,容易产生冷裂纹。通过焊后热处理,可以降低热影响区的硬度,提高其塑性和韧性,从而减少冷裂纹的风险。B:促进扩散氢的逸出。在焊接过程中,氢会进入焊缝和热影响区,这会降低材料的耐腐蚀性和耐疲劳性,并增加冷裂纹的风险。焊后热处理可以促进扩散氢的逸出,减少氢的含量,从而降低冷裂纹的风险。C:可消除或者减少在热影响区出现的脆硬组织。在焊接过程中,热影响区可能会出现脆硬的马氏体组织,这会降低材料的韧性,增加冷裂纹的风险。焊后热处理可以通过消除或者减少这种脆硬组织,提高材料的韧性,减少冷裂纹的风险。而选项D与防止冷裂纹没有直接关系,因此不正确。'
  107. 下列关于HT100的灰铸铁的显微组织、力学性能及用途正确的有( )。

  108. A:抗拉强度大于100MPa B:硬度小于170HB C:强度低 D:显微组织中基体为铁素体
    AI参考:关于HT100的灰铸铁的显微组织、力学性能及用途正确的有:* 硬度小于170HB;* 强度低;* 显微组织中基体为珠光体或珠光体基体上分布有石墨。选项A和C描述的是HT100的力学性能,而选项D描述的是其显微组织。这些都是HT100灰铸铁的重要特征,也是正确选项。但是根据实际情况,HT100的抗拉强度通常在60~90MPa范围内,因此选项A“抗拉强度大于100MPa”不正确。综上所述,正确答案是B、C和D。'
  109. 正火钢又可分为什么?( )

  110. A:珠光体钢 B:奥氏体钢 C:贝氏体钢 D:马氏体钢
    AI参考:正确选项为:A:珠光体钢 B:奥氏体钢。正火钢根据组织状态可以分为珠光体钢和奥氏体钢。珠光体钢是在正火时得到的组织,而奥氏体钢则是通过热处理工艺得到的。而贝氏体钢是在特殊条件下得到的,马氏体钢则是在淬火时得到的。因此,只有选项A和B是正确的分类方式。'
  111. 普通纯度铁素体钢的焊接方法通常可采用以下哪些焊接方法?( )

  112. A:焊条电弧焊 B:药芯焊丝焊 C:钨极氩弧焊 D:熔化极气体保护焊

  113. 常用的结构陶瓷主要有( )。

  114. A:稳定氧化锆陶瓷 B:氮化硅 C:氧化铝 D:碳化硅
    AI参考:正确选项是:ABD。常用的结构陶瓷主要有氮化硅、碳化硅、氧化铝、氧化锆等。其中,氮化硅陶瓷和碳化硅陶瓷是常用的高温结构材料,具有强度高、硬度高、耐腐蚀、抗氧化、耐热冲击等优点。氧化铝陶瓷具有较好的绝缘性能和高温性能,也常用于高温结构材料。而稳定氧化锆陶瓷则是一种重要的耐磨材料,具有较高的硬度、强度和耐磨性能。因此,选项ABD都是常用的结构陶瓷。'
  115. 下列哪些为非调质钢?( )

  116. A:A. 中碳调质钢 B:正火钢 C:控轧钢 D:热轧钢
    AI参考:正确选项为:B、正火钢;C、控轧钢。非调质钢是指通过改变钢的化学成分,达到提高材料的强度和耐磨性,而不需要经过淬火和回火等热处理工艺的钢。选项A中的中碳调质钢属于非调质钢,因为它经过了淬火和回火等热处理工艺。而选项B的正火钢、选项C的控轧钢以及选项D的热轧钢都不属于非调质钢,它们需要经过不同的热处理工艺才能达到所需的性能。其中,正火钢需要进行正火处理,控轧钢需要进行控轧变形等工艺,热轧钢需要进行热轧工艺。'
  117. 钛合金具有以下哪些特点?( )

  118. A:抗腐蚀 B:耐热 C:高强 D:轻质
    AI参考:正确选项为A、B、C、D。钛合金具有以下特点:抗腐蚀、耐热、高强度和轻质。这些特点使得钛合金在许多领域中得到了广泛应用,如航空航天、医疗植入、船舶制造等。'
  119. 铸铁电弧冷焊用焊条中的镍基焊条包括( )

  120. A:纯镍焊条 B:镍铝焊条 C:镍铁焊条 D:镍铜焊条
    AI参考:正确选项为【B:镍铝焊条 C:镍铁焊条】。铸铁电弧冷焊时,通常使用含有镍和铝、镍和铁等元素的焊条,以提高焊接强度和耐腐蚀性。因此,选项B和C是正确的。而选项A、D中的纯镍和镍铜并不适合铸铁电弧冷焊。'
  121. 【河北电力技术】 电网铁塔用Q420钢焊接工艺研究   2011,306):49-51

    随着我国电网建设的迅速发展,以Q420钢为代表的新型高强度结构钢在电网铁塔的生产、建设中大量应用。Q420钢不同于普通的低合金钢,它是在普通低合金钢的冶炼工艺基础上,通过NbVTi等强烈碳化物形成元素的应用,以晶粒细化和析出强化为主要内容的钢的强韧化机理的建立为依据,生产出的新一代低合金高强钢。Q420钢是以低碳、高纯净度为主要特征的微合金化钢,它具有优良的力学性能,在具有较高强度的同时又保持着较好的韧性,用于电网铁塔结构时能大大提高铁塔的稳定性。

    1. Q420钢与焊材的技术指标

    Q420钢属于低合金高强度钢,试验钢板选用Q420B(12 mm厚度板材)Q420C(16 mm厚度板材),焊材选用实芯CO2气体保护焊焊丝ER55G

    1.1力学性能

    按照JGJ 81-2002《建筑钢结构焊接技术规程》等相关国家标准、规范的规定,Q420钢焊接工艺试验各项性能指标符合焊缝金属的化学成分和力学性能应与母材相当或不低于母材规定值的下限的原则,Q420钢及焊材的力学性能指标见表1。焊接材料的熔敷金属在进行力学性能试验前经过620℃*1h的热处理。

    1 Q420钢及焊材力学性能指标

    项目

    抗拉强度σb/MPa

    屈服强度σs/MPa

    伸长δ/%

    冲击吸收功Akv/J

    Q420B

    610

    465

    29

    120~128(常温)

    Q420C

    610

    495

    23

    860℃

    ER55G焊丝

    675

    585

    26

    1650.7-30℃

    2 .Q420钢焊接工艺

    2.1焊接方法及焊接仪器的选择

    根据电网铁塔生产厂家的设备情况和实际加工条件,焊接方法选用半自动混合气体(80 %Ar+20 %CO2)保护焊(GMAW),每类试件按照不同焊接空间位置分成平焊、横焊、立焊。

    2.2焊前预热

    Q420钢在室温下焊接具有良好的焊接性。该次Q420钢焊接环境温度为15,焊前不需要预热。如果在0℃下施焊,则需要预热150℃

    2.3焊接参数

    由于Q420钢用于电网铁塔的焊接结构,焊接接头的应力较高,因此在焊接时选用多层多道焊,避免过大的焊接热输入量,降低焊接应力,提高焊接接头的韧性。焊丝Φ=12 mm,焊剂或保护气体为80 %Ar+20 %CO2,保护气体流量为18-20 L/ min

    2  Q420钢焊接参数

    项目

    电压/V

    电流/A

    焊接速度/

    热输入/

    Q420B

    1

    19~20

    140~160

    140~170

    12~15

    2

    21~22

    150~170

    170~200

    19~22

    3

    21~23

    170~200

    130~160

    19~22

    Q420C

    1

    21~22

    150~170

    140~170

    12~15

    2

    23~26

    230~260

    170`200

    19~22

    3

    23~26

    230~260

    130~160

    19~22

    2.4焊后检验

       (1)所有试件的焊接接头应在焊后24 h后进行外观检查,并应符合JGJ 812002《建筑钢结构焊接技术规程》中一级焊缝质量的规定,焊接工艺试验试件经过外观检查全部合格。

       (2)在外观检查合格后进行无损检测,经无损检测合格。

    3.1试验方法

        对接接头拉伸试验数据为:屈服强度平均值为465 MPa,抗拉强度平均值为574 MPa。对接接头弯曲试验数据为:所有试样弯曲180°无裂纹。弯芯直径和冷弯角度符合母材标准对冷弯的要求;面弯、背弯时试样厚度为试件全厚度;侧弯时试样厚度为10 mm,试样宽度为试件的全厚度。

    3.1.1冲击、宏观酸蚀及硬度试验

    冲击试验数据为:焊缝冲击试验平均冲击功为101J,焊接接头热影响区冲击试验平均冲击功为78J。宏观酸蚀试验结果为:试样接头焊缝及热影响区无可见裂纹、未熔合缺陷。硬度试验数据为:焊缝区硬度平均值为312HV,热影响区硬度平均值为297HV

    3.2试验结果分析

       1)从各项试验数据结果来看,采用半自动混合气体保护焊方法焊接工艺焊制的Q420钢焊接接头,其各项性能均能达到要求。

        2)在进行半自动混合气体保护焊方法进行焊接工艺试验时,第1层采用平焊位(F)焊接后,背面清根困难,而且非常容易出现层间未熔合缺陷。在条件允许的情况下,如果采用横焊位(H)的工艺进行第1层焊接,背面清根后,其它层均采用平焊位(F)焊接的组合方法既可以提高生产效率,又可大大降低层间未熔合缺陷的出现。

       3)采用半自动混合气体保护焊焊接方法焊接焊缝时,在T形接头弯曲试验中均出现裂纹而导致试验结果不合格,而将角焊缝外表焊成凹形焊缝,焊趾与母材平滑过渡,试验结果全部合格。因此,在实际焊接中为提高铁塔结构焊接接头的抗裂性,应将所有角焊缝外表焊成凹形焊缝。

        4)采用半自动混合气体保护焊焊接Q420钢结构时,如果进行多层焊接,单层最大厚度超过15mm时会增加层间未熔合缺陷产生几率,而层间未熔合缺陷会出现延展性裂纹缺陷,最终导致产品报废。Q420钢结构角焊缝时,角焊缝外表焊成平面或凸形

    4.结论

    1)半自动混合气体保护焊时,在条件允许的情况下,第1层采用横焊位(H)焊接,其它层均采用平焊位(F)焊接,可以较好控制焊接质量。

    2)使用以上焊接工艺,T型接头角焊缝表面的凹度控制在0-1.5 mm

    3)采用半自动混合气体保护焊焊接Q420钢时,单层厚度应控制在15 mm以下。





  122. 【热加工工艺】  7020铝合金应用于轨道车辆的焊接工艺研究 2013,424):148-151

    为了将7系铝合金成功引入轨道车辆制造领域,必须研究7系铝合金在轨道车辆焊接领域应用的可行性。笔者在从事轨道车辆车体焊接工艺开发的过程中,以7020铝合金作为研究对象,通过设计焊接工艺,并开展一系列焊接工艺试验和焊接检测活动,基本掌握了X020铝合金的焊接工艺,将该合金成功应用于地铁车辆的生产,为7系铝合金在轨道车辆制造领域的应用提供了借鉴。

    1试验材料及方法

    1.1试验材料

        试验所用母材为18 mm7020-T6(51)铝板,其7020铝合金的Mg含量为1.12%。根据文献报道Mg含量为1%~2%时,铝合金的抗裂能力最低,因此,我们采用了6系铝合金焊接用的进口ER5087焊丝Φ1.2 mm,其Mg含量高达4.6%-5.2%,用于补偿焊接熔化区烧损的Mg;同时,5087焊丝中含有0.1%~0.2%Zr,能够起到降低焊接热裂纹敏感性的作用。

        按照IS015614-2标准关于焊接工艺评定试验的规定,将7020铝合金板加工成300mm×150mm×18 mm的试板,其中焊缝长度300mm。焊接接头形式70°V型坡口,钝边1mm,坡口装配保持零间隙。

    为了降低生产成本,在焊接过程中,采用了两种试验方法采用北京普莱克斯实用气体有限公司生产的三元气(70%Ar+3 0%He+0.015%N2)作为焊接保护气体采用该公司生产的二元气(70%Ar+3 0%He)作为焊接保护气体,气体流量均保持18L/min

    1.2焊接工艺

    焊接工艺评定试验采用MIG焊接方法,焊前采用氧一乙炔火焰对焊接区域进行预热,预热温度不超过120,层间温度控制在120℃以内。分别按照上述两种试验方法进行焊接试验,在水平位置焊接,采用47道焊接,如图1(b)所示。通过具体焊接试验的摸索,具体的焊接参数与6系铝合金对应板厚的焊接参数大致相同,见表1所示。

             表1 焊接参数

    焊道

    焊接方法ISO4063

    焊材规格

    电流/A

    电压/V

    焊接速度/

    mm·s-1

    热输入/

    kJ/mm-1

    1

    131

    Φ1.2

    230

    24

    13.8

    0.32

    2

    131

    Φ1.2

    230

    24

    4.7

    0.94

    3~4

    131

    Φ1.2

    220

    23.8

    6.7

    0.63

    5~6

    131

    Φ1.2

    220

    23.8

    10

    0.42

    7

    131

    Φ1.2

    220

    23.8

    8.5

    0.49

     

    2.2渗透检测

        按照EN571-1标准,在工作温度20℃下,采用IICd(着色渗透剂+溶剂型清洗剂+溶剂基显像剂)型检测方法,对两块试板分别进行了着色渗透检测。焊缝表面没有发现线性显示,有少量不超标非线性显示。按标准IS023277-2X评定,焊缝渗透检测结果合格。X射线检测无气孔,内部无缺陷。

    图片1.png 

    1 不同试验方法的焊缝外观照片

    3理化性能评定

    3.1金相组织评定

    按照ISO 15614-2标准确定取样位置,采用卧式锯床沿垂直于焊缝轴线方向截取试样,试样包括焊缝熔敷金属、热影响区及部分母材。按照ISO17639标准对采用两种方法焊接的焊缝进行宏观、微观金相分析,两种试验焊接接头的焊缝熔合良好,没有宏观裂纹和气孔出现,宏观金相评定合格;其焊缝及热影响区内均无微观裂纹出现,也没有发现粗大晶粒组织,微观金相评定合格。

    3.2拉伸及弯曲性能评定

    焊接接头的拉伸、弯曲试验按照IS04136标准,在WDW3300型微控电子万能试验机上进行试验。采用两种试验方法焊接的接头拉伸性能测试结果。可见,方法一和方法二焊接接头的平均抗拉强度值相当,分别达到287.5280 MPa,均断在热影响区。根据IS015614-2标准,焊接试样的抗拉强度应高于母材抗拉强度最低规定值乘以接头系数0.75。因此,焊接接头的抗拉强度要求值应大于350x0.75=262.5 MPa。可见,采用两种试验方法焊接接头的拉伸性能均评定合格。

    将两种试验方法焊接后的试板各制取4个弯曲试样进行侧弯试验,压头直径100 mm,弯曲角度180°。在试验过程中,两组试样在任何方向上都未出现>3mm的单条裂纹,弯曲试验结果均合格。

    4结论

      1采用MIG焊接方法,Φ1.2 mm ER5087焊丝以及使用两种混合气体分别作为保护气体完成了7020铝合金的焊接,通过外观、渗透和射线检测,采用两种保护气体焊接的两块试板,其焊缝质量均满足IS010042ISO 23277-2X标准的要求,焊接工艺与6系铝合金的焊接工艺类似,证明7020铝合金在轨道车辆焊接应用具有较强的适应性。

      2采用三元气和二元气作为保护气体分别焊接了18 mm7020铝合金对接试板,拉伸试验结果显示焊接接头抗拉强度分别达到282.5280MPa,分别明显高于20 mm6082铝合金焊接接头261237.5 MPa的抗拉水平。

      3采用两种试验方法焊接的接头抗拉强度相当,弯曲性能均能达到IS015614-2标准要求,表明采用两种保护气体均能满足7020铝合金焊接的需要,在降低成本上采用二元气焊接更具优势。

    4通过将7020铝合金应用于地铁车辆牵缓和枕梁的焊接,证明7020铝合金在轨道车辆关键部件制造中具有实用性,具有一定的推广应用价值。




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