在现代工业领域中,高级焊工扮演着至关重要的角色。他们以精湛的技艺和专业的知识,将金属材料完美地融合在一起,为各类重大工程和精密制造提供了坚实的保障。
高级焊工不仅需要掌握传统的焊接技术,还需紧跟时代的步伐,了解和应用最新的焊接工艺和材料。从复杂的钢结构到精细的电子元件焊接,他们的工作涵盖了众多领域,对产品的质量和安全性起着决定性的作用。
1、试述珠光体钢与奥氏体钢的焊接性怎样?
答:珠光体钢与奥氏体钢是两种组织和成分都不同的钢种,因此,这两类钢焊接在一起,焊缝金属是两种不同类型的母材以及填充材料熔合而成,这就为这两类钢的焊接性提出了如下问题:
1) 焊缝的稀释。由于珠光体钢含金元素较低,它对整个焊缝金属的合金具有稀释作用,由于珠光体钢的这种稀释作用,使焊缝的奥氏体形成元素含量减少,结果在焊缝中,可能出现马氏体组织,从而恶化了焊接接头质量,甚至出现裂纹。
2) 形成过度层。由于珠光体钢与奥氏体钢化学成分悬殊,在珠光体侧熔池边缘上,熔化的母材和填充金属不能很好的熔合,结果在珠光体钢一侧焊缝中,珠光体母材所占的比例较大,而且越靠近熔合线,母材所占比例越大。这就形成了焊缝金属内部成分不同的过渡层。
3) 形成熔合区扩散层。从珠光体钢侧通过熔合区向奥氏体焊缝扩散。结果在靠近熔合区的珠光体钢母材上形成了一层脱碳软化层,在奥氏体焊缝一侧产生了与脱碳相对应的增碳层。
4) 由于珠光体钢和奥氏体钢的物理性能相差很大,焊缝中成分差异也很大,因此这类接头无法用热处理的方法消除焊接应力,只能引起应力的重新分配,这一点与同种金属的焊接有很大的不同。
5) 延迟裂纹。这类异种钢的焊接熔池在结晶过程中,既有奥氏体组织,又有铁素体组织,两者相互接近,气体可以进行扩散,使扩散氢得以聚集,而产生延迟裂纹。
2、铸铁补焊时防止裂纹的措施有哪些?
答:(1)焊前预热和焊后缓冷 焊前将焊件整体或局部预热和焊后缓冷不但能减少焊缝的白口倾向,并能减小焊接应力和防止焊件开裂。
(2)采用电弧冷焊,减小焊接应力,选用塑性好的焊接材料,如用镍、铜、镍铜、高钒钢等作为填充金属,使焊缝金属可通过塑性变形松弛应力,防止裂纹,用细直径焊条,小电流,断续焊(间歇焊),分散焊(跳焊)的方法可减小焊缝处和基本金属的温度差而减小焊接应力,通过锤击焊缝可以消除应力,防止裂纹。
(3)其他措施,调整焊缝金属的化学成分,使其脆性温度区间缩小;加入稀土元素,增强焊缝的脱硫,脱磷冶金反应,加入实力那个的细化晶粒元素,使焊缝晶粒细化。
在某些情况下,采用加热法以减弱焊补处所受的应力,也可较有效的防止裂纹的产生。
3、什么是应力集中?产生应力集中的因素有哪些?
答:由于焊缝形状和焊缝的特点,出现了集合形状的不连续性,当受载时,引起了焊接接头工作应力分布的不均匀现象,使局部的峰值应力σmax比平均应力σm高的多,这就是应力集中。在焊接接头中,产生应力集中的原因很多,其中最主要的原因是:
(1) 焊缝中产生的工艺缺陷,入气孔,夹渣、裂纹和未焊透等,其中以焊接裂纹和未焊透引起的应力集中最为严重。
(2) 不合理的焊缝外形,例如对接焊缝的余高过大,角焊缝的焊趾过高等 不合理的街头设计 如街头界面有突变,采用加盖板的对接街头等。焊缝布置不合理也会产生应力集中,例如只有店面焊缝的T形接头。
4、什么是塑性破坏,它有什么危害?
答:塑性破坏包括塑性失稳(屈服或发生显著塑性变形)和塑性断裂(刃性断裂或延性断裂),其过程是焊接结构在载荷作用下首先发生弹性变形→屈服→塑性变形(塑性失稳)→产生微裂口或微空隙→形成宏观裂纹→发生失稳扩展→断裂。
塑性破坏与脆性断裂相比危害是比较小的,具体有以下几种:
(1) 屈服后产生不可恢复的塑性变形,使尺寸要求高的焊接结构报废。
(2) 对于高韧性、低强度材料制成的压力容器失效不是由材料的断裂韧性控制,而是由于强度不足导致塑性失稳破坏。
塑性破坏的最终结果是使焊接结构 失效或发生灾难性事故,影响了企业的生产,造成不必要的人员伤亡,严重影响了国民经济的发展。
5、什么是脆性断裂,它有什么危害?
答:通常脆性断裂系指沿一定结晶面的劈裂的解离断裂(包括准解离断裂)及晶界(沿晶)断裂。
解理断裂是沿晶内一定结晶学平面分离而形成的断裂,是一种晶内断裂。金属材料在一定条件下,例如低温、高应变速及高应力集中的情况下,当应力达到一定数值时,就会发生解理断裂。
关于解理断裂的产生已经有许多模型,它们大多与位错理论相联系。普遍认为,当材料的塑性变形过程严重受阻,材料不能以形变方式而是以分离来顺应外加应力,从而发生解理裂纹。
金属中的夹杂物、脆性析出物和其他缺陷对解理裂纹的产生亦有重要影响。
脆断一般都在应力不高于结构的设计许用应力和没有显著的塑性变形的情况下发生,并瞬时扩展到结构整体,具有突然破坏的性质,不易事先发现和预防,因此往往造成人身伤亡和财产的巨大损失。
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