焊接基础知识问答（3)
 
五、碳钢及普通低合金钢的焊接
1.什么是碳素钢？常用的有哪几种？
答：碳素钢也叫碳钢。常用焊接的有低碳钢（含C≤0.25%）和中碳钢（含C=0.25%--0.60%）；优质碳素结构钢（08、10、15、20、25、30、35、40、45）
2.为什么叫普通低合金钢？它们是如何分类的？
答：在普通低合金钢中，除碳以外，还含有少量其他元素，如：锰、硅、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等，性能发生变化，得到比一般碳钢更优良的性能，如：高强度钢、耐蚀钢、低温钢、耐热钢等。
3.什么是金属材料的机械性能？
答：强度、硬度、朔性、韧性、耐疲劳和蠕变性能等。
4.什么是钢材的工艺性能？
答：钢材承受各种冷热加工的能力，如：可切削性、可锻性、可铸性和可焊接性等。
5.什么是金属的焊接性？
答：在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面的内容：一是接合性能，又称工艺可焊性；二是使用性能，又称使用可焊性。
6.为什么ER50-6实心焊丝使用十分普遍？它适合哪些钢材？
答：ER50-6实心焊丝（如：唐山神钢MG-51T）适合的钢材有：
〈1〉普通碳素结构钢：Q215   Q235   Q255   Q275
〈2〉优质碳素结构钢： 08  10  15  20  25  30  35  40  45  15Mn   20Mn   25Mn   30Mn   35Mn
〈3〉碳素铸钢：ZG200-400H   ZG230-450H   ZG275-485H
〈4〉压力容器用碳素钢 ： 20R
〈5〉锅炉用碳素钢：         20g
〈6〉桥梁用碳素结构钢：     16q
〈7〉核压力容器用碳素钢：   20HR
〈8〉汽车制造用碳素结构钢 ： 08Al   15Al
〈9〉普通低合金高强度结构钢：Q295  （09MnV、09MnNb、09Mn2）
Q345 （14MnNb、16Mn、16MnRE）
Q390 （15MnV、15MnTi、16MnNb）
Q420  （15MnVN、14MnVTiRE）
〈10〉船体用低合金高强度结构钢
AH32     DH32     EH32     AH36
〈11〉压力容器用低合金高强度结构钢
16MnR     15MnVR     15MnVNR
〈12〉锅炉用低合金高强度结构钢
16Mng        19Mng         22Mng
〈13〉桥梁用低合金高强度结构钢
16Mnq（16MnCuq）15MnVq  15MnVNq
〈14〉石油天然气管道用低合金高强度结构钢
S290  S315  S360  S380  S415
7.为什么低合金高强钢会出现裂纹？有哪些影响因素？
答：随含碳量和合金元素的增加，产生冷裂纹的敏感性增加。产生冷裂纹的三要素是：
〈1〉焊接接头中产生淬硬的马氏体组织
〈2〉焊接接头中扩散氢〔H〕含量高
〈3〉焊接接头中有较高的残余应力                                                                                                                                                                                                                        
8.为什么防止冷裂纹要采取工艺措施？
答：防止冷裂纹要采取的工艺措施有：
〈1〉 建立低氢的焊接环境
〈2〉制定合理的焊接工艺和焊接顺序
a、焊接方法的选择
b、焊接热输入量的选定
c、焊接顺序的制定
〈3〉 焊前进行预热和控制层间温度（100--150℃）
〈4〉焊后立即进行消氢处理（300--400℃*2h）
〈5〉焊后消应热处理（600--650℃*2h）
9.为什么CO2在户外作业要采取防风措施？
答：CO2气体保护焊在户外作业时，当风力≤2级（风速：1.6—3.3 米/秒），能够正常焊接。当风力达到3级（风速：3.4—5.4 米/秒），要采用大气体流量计，气体出口压力：0.4—0.5 MPa，流量：60—70 L/min；也能够正常焊接，不出现气孔等焊接缺陷。如果在上风口设置挡风板，焊接质量更有保证。
六、不锈钢的焊接
1.什么是不锈钢和不锈耐酸钢？
答：金属材料中主加元素“铬”含量（还需加入镍、钼等其它元素）能使钢处于钝化状态、具有不锈特性的钢。耐酸钢则是指在酸、碱、盐等强腐蚀介质中耐蚀的钢。
2.什么叫奥氏体不锈钢 ？常用的牌号有哪些？
答：奥氏体不锈钢应用最广泛，品种也最多。如：
〈1〉18—8系列： 0Cr19Ni9  (304)  0Cr18Ni8（308） 
〈2〉18—12系列：00Cr18Ni12Mo2Ti (316L)
〈3〉25—13系列： 0Cr25Ni13（309）
〈4〉25—20系列：0Cr25Ni20  等等
3.为什么说焊接不锈钢有一定的工艺难度？
答：主要工艺难度是：
〈1〉 不锈钢材料热敏感性较强，在 450--850℃温度区内停留时间稍长，焊缝及热影响区耐腐蚀性能严重下降。
〈2〉 容易发生热裂纹。
〈3〉保护不良，高温氧化严重。
〈4〉线膨胀系数大，产生较大的焊接变形。
4.为什么焊接奥氏体不锈钢要采取有效的工艺措施？
答：一般工艺措施有：
〈1〉要依据母材的化学成分，严格选择焊接材料。
〈2〉小电流.，快速焊接；小线能量， 减少热输入。
〈3〉细直径焊丝、焊条，不摆动，多层多道焊。
〈4〉焊缝及热影响区强制冷却，减少450--850℃停留时间。
〈5〉TIG焊缝背面氩气保护。
〈6〉与腐蚀介质接触的焊缝最后焊接。
〈7〉焊缝及热影响区钝化处理。
5.为什么奥氏体不锈钢和碳钢、低合金钢焊接（异种钢焊接）要选用25—13系列的焊丝及焊条？
答：焊接奥氏体不锈钢和碳钢、低合金钢相连的异种钢焊接接头，焊缝熔敷金属必须采用25—13系列的焊丝（309、309L）及焊条（奥312、奥307等）。如采用其它不锈钢焊材，在碳钢、低合金钢一侧熔合线上产生马氏体组织，会产生冷裂纹。
6.为什么实心不锈钢焊丝要用98%Ar+2%O2的保护气体？
答：实心不锈钢焊丝MIG焊接时，如果采用纯氩气体保护，熔池表面张力大，焊缝成型不良，呈“驼背”焊缝形状。加1—2%的氧气，降低熔池表面张力，焊缝成型平整美观。
7.为什么实心不锈钢焊丝MIG焊缝表面发黑？
答：实心不锈钢焊丝MIG焊接速度较快（30—60cm/min），保护气体喷嘴已经运行到前端熔池区，焊缝还在红热高温状态，被空气氧化，表面生成氧化物，焊缝发黑。用酸洗钝化方法能够去除黑皮，恢复不锈钢原始表面颜色。
8.为什么实心不锈钢焊丝要用带脉冲的电源才能实现射流过渡，无飞溅焊接？     答：实心不锈钢焊丝MIG焊接时，φ1.2焊丝，当电流I≥260—280A，才能实现射流过渡；小于此值熔滴为短路过渡，飞溅较大，一般不能使用。只有使用带脉冲的MIG电源，脉冲电流大于300A，才能实现80—260A焊接电流下的脉冲射滴过渡，无飞溅焊接。
9.为什么药芯不锈钢焊丝用CO2气体保护？不用带脉冲的电源？
答：目前常用的药芯不锈钢焊丝（如308、309等），焊丝内的焊药配方是按CO2气体保护下产生焊接化学冶金反应而研制的，所以不能用于MAG或MIG焊接；不能用带脉冲的弧焊电源。
七、铝及铝合金的焊接
1.为什么叫纯铝？它们是如何分类的？
答：工业纯铝：含铝量≥99.00% 。
国产牌号： L1、L2、L3、L4、L5  。
国际型号： 1060、1035、1100、1200、1370等
国产焊丝牌号：HS301
2.为什么叫铝合金？它们是如何分类的？
答：在铝材中加入镁、硅、锰、铜、锌等合金元素，形成不同的组织和性能，形成不同系列的铝合金材料，如：
〈1〉铝铜合金    （ LY19    2014   2219    2024   ）
〈2〉铝锰合金    （  LF21   3003   3005    3105  ） 
国产焊丝牌号：HS321
〈3〉铝硅合金    （  LT1    4A11   4043    4047  ） 
国产焊丝牌号：HS311
〈4〉铝镁合金   （ LF2--LF16   5005   5052    5182    5356 ）
国产焊丝牌号： HS331
〈5〉铝镁硅合金 （ LD2    LD31   6061   6063    6070   ）
〈6〉铝铜镁锌合金  （  7005     7050    7075   7475   ）
〈7〉铝铜镁锂合金  （  8090  ）等
3.为什么MIG焊铝要用亚射流过渡？
答：亚射流过渡—在射流过渡的电弧成分中调试出3—5%的短路过渡成分，保证电弧长度较短，电弧不漂移，气体保护和阴极雾化效果好，产生气孔的倾向小，焊缝内在质量高。
4.为什么MIG焊铝的工艺难题较多？
答：MIG焊铝的工艺难题主要有：
〈1〉铝及铝合金的熔点低（纯铝 660℃），表面生成高熔点氧化膜（ AL2O3     2050℃），容易造成焊接不熔合。
〈2〉低熔点共晶物和焊接应力，容易产生焊接热裂纹。
〈3〉 母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔。
〈4〉铝的导热性是钢的3倍，焊缝熔池的温度场变化大，控制焊缝成型的难度较大。
〈5〉 焊接变形较大。
5.为什么MIG焊铝要用Φ1.2/Φ1.6焊丝？
答：MIG焊铝时，因焊丝的熔化速度很快，送丝速度高；铝焊丝刚性小，比较软，推丝送进时，细焊丝容易堆丝打弯，影响正常焊接。所以一般使用Φ1.2/Φ1.6铝焊丝。
6.什么叫清洁宽度？
答：TIG交流和MIG直流反接焊铝时，负电极（母材）表面上集中发射电子的光亮微小区域—“阴极雾化区”，此区域为清洁宽度，清理铝表面氧化膜。
八、铜及铜合金的焊接
1.为什么叫纯铜（紫铜）？
答：含铜量≥99.9%的铜材叫纯铜（紫铜）
牌号：C10200、C11000、C12000、C12200等
焊丝牌号： HS201
2.为什么叫铜合金？它们是如何分类的？
答：在铜材中加入锌（黄铜）、镍（白铜）、硅（硅青铜）、铝（铝青铜）、锡（锡青铜）、磷（磷青铜）等称为铜合金。分类如下：
〈1〉磷青铜  （C50500）    焊丝： HS202
〈2〉硅青铜  （C65100）    焊丝： HS211
〈3〉 铝青铜 （C61300）    焊丝： HS214
〈4〉 黄铜   （C21000）    焊丝： HS221
〈5〉白铜    （C70600）
3.为什么MIG焊接纯铜（紫铜）焊前要预热400--600℃？
答： 铜的高热导率（比钢大 7 ~11 倍），使母材与填充金属难于熔合，产生焊不上及未熔合的现象。焊前需预热  400~600°C 使工件获得足够的热量，保证焊缝的良好成型，实现正常焊接。
4.为什么纯铜焊接容易出现热裂纹？
答：硫、磷、锡、锌等低熔点共晶体使铜及铜合金具有明显的热脆性，焊接接头容易产生热裂纹。并且焊缝出气孔的倾向比钢严重的多。
5.什么叫MIG钎焊？
答：采用低熔点的铜基焊丝钎料（如：硅青铜、铝青铜等），在纯氩气保护下的熔化极气体保护焊—叫MIG钎焊。具有焊丝熔化速度快，电弧稳定性好，熔深浅，焊速快等工艺特点。控制焊接热输入量最低，母材不熔化；焊丝迅速熔化并渗透于焊缝间隙中，形成钎焊接头。焊缝强度高，工件热影响区很小，焊后薄板不变形。适合于焊接板厚δ=0.8~2 mm的车身薄板对接接头、搭接接头及点焊焊缝，广泛应用汽车车体和镀层钢板的焊接。
九、焊接缺陷
1.什么叫焊接缺陷？
答：焊接过程中产生的不符合标准要求的缺陷。
2.为什么熔化焊焊缝会产生缺陷？
答：由于人、机、料、法、环等因素的影响，焊缝内外部会产生的缺陷有：焊缝尺寸不符合要求、弧坑、烧穿、咬边、焊瘤、严重飞溅、夹渣、气孔、裂纹等。
3.什么叫气孔？
答：在焊接过程中，熔池金属中的气体在金属冷却以前未能来得及逸出，而在焊缝金属中（内部或表面）所形成的孔穴。
4.什么叫裂纹？
答：在焊接应力以及其他致脆因素共同作用下，产生在焊缝金属及热影响区（内部或表面）所形成的缝隙称为裂纹。
a)热裂纹—焊后高温时立即产生的裂纹。
b)冷裂纹—焊后在金属冷却至室温时产生的裂纹；或焊后几小时、几天后产生的裂纹称为延迟裂纹。
5.什么叫咬边？
答：由于焊接参数选择不正确，或者操作方法不正确沿着焊趾（熔合线上）的母材部位产生的沟槽或凹陷—叫咬边，会造成局部应力集中。
6.什么叫未焊透？
答：焊接时，接头根部未完全熔透的现象。
7.什么叫未熔合？
答：熔焊时，焊道与母材之间或焊道与焊道之间，未能完全熔化结合的部分。
8.为什么要控制焊缝中的含氢量？
答：氢、氧、氮三种有害气体会对焊接接头产生很大危害；尤其是“氢”，会产生氢气孔、氢白点、氢脆、氢致裂纹（延迟裂纹）等危害。
9.什么叫焊接飞溅？
答：熔焊过程中，熔化的金属颗粒和熔渣向周围飞散的现象。
10.什么叫焊瘤？
答：在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的金属瘤。
11.什么叫夹渣？
答：焊渣残留于焊缝中的现象。
12.什么叫弧坑？如何防止？
答：焊接收弧时，焊道尾部形成低于焊缝高度的凹陷坑—叫弧坑。弧坑内一般存在低熔点共晶物、夹杂物、火口裂纹等缺陷。
采用收弧电流（小于焊接电流60%）停留在弧坑一定时间，用焊丝填满弧坑，能够防止产生弧坑缺陷。
13.什么叫无损探伤？它有哪些内容？
答：不损坏被检查材料或成品的性能和完整性而检测其缺陷的方法。
主要有：Χ射线探伤  （RT） 
         超声探伤   （UT）
         磁粉探伤   （MT）
         渗透探伤   （PT）等