热加工复习题

1、7.11 合金收缩由哪三个阶段组成？各会产生哪些缺陷？ 收缩 收缩是指合金从液态冷却到室温的过程中，体积和尺寸缩小的现象。收缩是合金的重要工艺特性之一，它可使铸件产生缩孔、缩松、变形、裂纹等缺陷，严重影响铸件的质量。 收缩过程（如图7.2） 合金的收缩过程可分为三个相互联系的收缩阶段：液态收缩 从浇注温度冷却到开始凝固温度（液相线）的收缩；如图中区。凝固收缩 从开始凝固温度冷却到凝固终了温度（固相线）的收缩；如图中区。固态收缩 从凝固终止温度冷却到室温的收缩； 图7.2 铸造合金的收缩过程如图中区。合金的液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，铸型内液面降低，又称为体积收缩，通常用体收缩率表示

2、，它们将引起铸件产生缩孔、缩松缺陷。合金的固态收缩也是体积变化，通常直接表现为铸件尺寸的缩小，故又称为尺寸收缩或线收缩，用线收缩率表示，固态收缩对铸件的形状和尺寸精度有很大影响，会引起铸件产生应力、变形和裂纹等缺陷。13.8 绘制模锻件图应考虑哪些问题？锤上模锻带孔的锻件时，为什么不能锻出通孔？模锻件图是根据零件图按模锻工艺特点绘制的。它是确定模锻工步、设计和制造锻模、计算坯料尺寸及检验锻件的依据。绘制模锻件图应考虑如下几个问题。选择分模面（如图13.28） 分模面是指上、下模或凸、凹模的分界面。分模面可以是平面，也可以是曲面。其选择原则是：应便于锻件从模膛中取出。若选用断面为分模面，则无法取

3、出锻件。一般分模面选在锻件最大尺寸的截面上。为保证金属易于充满模膛，有利于锻模制造，分模面应选在使模膛具有宽度最大和深度最浅的位置上。 图13.28 分模面选择示意图断面就不合理。为便于发现上、下模错移现象，分模面应使上、下模膛沿分模面具有相同的轮廓。断面虽能取出锻件，但并不合理。断面为分模面时，如果想取出锻件，必须将孔用敷料填上，其结果是既浪费材料又增加加工工时，所以不合理。分模面最好是平面，并使模膛上下深浅基本一致，以便于锻模制造。分模面应使锻件上所加的余块最少。综上所述，分模面的选择如图13.28中的断面为佳。锻件上的通孔模锻时不能直接锻出，在该部位留有一层较薄的金属，称为连皮（图13.

4、29）。连皮不宜太薄，以免损坏锻模。连皮厚度与孔径和孔深有关，当 3080时，连皮厚度为48。当30或冲 图13.29模锻斜度、圆角半径和连皮孔深度大于冲头直径的3倍时，只在冲孔处压出凹穴，孔不锻出。连皮在锻造后与飞边一同切除。14.4 冲孔和落料有何异同？拉深模与冲裁模的主要区别是什么？落料 利用冲裁取得一定尺寸和外形的制件或坯料的冲压方法称为落料，冲下的部分为成品，周边是废料。如图14.3。冲孔 将冲压坯内的材料以封闭轮廓分离开，得到带孔制件的冲压方法称为冲孔，冲孔时冲下的部分为废料，周边是成品。如图14.3。 图14.3 落料和冲孔示意图落料工序和冲孔工序的变形过程和模具结构是相同的。为

5、了更好地研究分离工序，必须了解冲裁的变形过程。16.2 焊接电弧是怎样产生的？焊接电弧的构造及温度分布如何？它与一般化学燃烧反应有何不同？用电弧作热源有哪些优点和不足之处。焊接电弧是由焊接电源供给的，是具有一定电压的两电极间或电极与工件间，在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象。 图16.2 焊条电弧焊焊接过程焊接电弧的产生 如图16.3所示，焊接时，电极（碳棒、钨极或焊条）与被焊工件瞬时接触而产生很大的短路电流，接触点处的电流强度很大，在短时间内产生了大量的热量，使电极末端与工件温度迅速升高。将电极提起一定距离，此时电极与工件之间 ()电极与工件接触 ()拉开电极 ()引燃电弧形成的高温气体

6、（高温空气、金属及药皮蒸 图16.3 焊接电弧产生过程示意图气）极易被电离。在电场力的作用下，阴极的电子以很快的速度飞向阳极，途中与中性的气体分子碰撞，促使气体分子电离成电子和正离子。这些带电粒子在向两极运动的途中和到达两极表面时，又会不断碰撞与复合，从而产生大量的热和弧光，形成电弧。16.13 焊接接头是由哪几部分组成？各部分的组织和性能特点怎样？16.2.4 焊接接头的组织与性能焊接接头是指用焊接方法形成的接头，它由焊缝、熔合区和热影响区组成。现以低碳钢为例，对照铁碳含金相图分析焊接接头组织（图16.5）和性能的变化。焊缝的组织和性能 焊缝是指工件焊接后形成的结合缝。焊接加热时，填充金属与

7、工件从熔池底壁开始向焊缝中心冷却结晶，而得到柱状的铸态组织（图16.6）。由于焊缝是晶粒较粗大的铸态组织，成分不均匀，组织不致密，故塑性较差，易产生热裂纹。但由于焊条药皮和焊丝等在焊接过程中的保护和合金化作用，使焊缝金属的力学性能一般不低于母材。熔合区的组织和性能 熔合区是指焊接接头中焊缝向热影响区过渡的区域。焊接加热时，此区的温度在液相线和固相线之间，只有部分金属熔化，故又称半熔化区。其组织由部分铸态组织和晶粒粗大的过热组织组成。该区的塑性、韧性很差，化学成分不均匀，虽然熔合区宽度只有0.10.4，但对接头性能影 图16.6 焊缝示意图响很大。热影响区的组织和性能 热影响区是指，在焊接过程中

8、，焊缝周围的母材受焊接热的影响（但未熔化）而发生金相组织和力学性能变化的区域。按最高加热温度的不同，低碳钢的焊接热影响区分为以下几个区：过热区 此区的温度在固相线至1100之间，宽为 13。由于加热温度高，奥氏体晶粒显著长大，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，使其塑性、韧性明显下降。焊接刚度大的结构时，易在此区产生裂纹。正火区 此区的温度在 1100至之间，宽度约 1.24.0。因焊后空冷，可得到均匀细小的正火组织，故称正火区。正火区的力学性能优于母材。部分相变区 此区温度在至之间，只有部分组织发生转变，冷却后晶粒大小不均匀，力学性能较差。综上所述，熔合区和过热区是焊接接头中力学性能最差的部位，应

9、尽量减小其宽度。影响各区宽度的主要因素有：焊接材料（如焊条、焊丝、焊剂）、焊接方法、焊接工艺参数、接头与坡口形式、焊后冷却速度等。例如用不同焊接方法焊接低碳钢时，热影响区的宽度有很大区别。17.12 电阻对焊和闪光对焊焊接过程有何区别？电阻对焊 将工件装配成对接接头，焊前清除焊件端部接触处的氧化膜，并使其端面紧密接触，用预压力压紧焊件，通电后利用电阻热加热至塑性状态，然后断电并迅速施加顶锻力完成焊接的方法称电阻对焊。其焊接过程如图17.22。由图可见，顶锻时，接触处的塑性金属会被部分地挤出间隙形成凸起状毛刺，接触面上的氧化物等杂质也被挤出间隙，但难免有残留，所以电阻对焊接头质量一般；焊接材料可

10、以是碳钢，低合金钢，铜、铝合金等。电阻对焊通常用于焊接断面简单（如圆形、方形等），直径小于20及强度要求不高的棒状零件的焊接。图17.22 电阻对焊示意图图17.23 闪光对焊示意图闪光对焊 将工件装配成对接接头，接通电源，并使其两端面逐渐移近达到局部接触， 利用电阻热加热那些首先接触点（凸出部位）产生闪光，使端面金属熔化至一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接的方法称为闪光对焊，其焊接过程如图17.23。由于闪光对焊有液态金属挤出，因此焊前对工件端面的平整和清理要求较低，闪光过程中高低不平处将被烧平；杂质、氧化物也被烧掉挤出，接头质量较高。但金属消耗较多，焊后需清理接头毛刺。闪光对焊常用于焊接受力较大的重要零件。此法可以焊同种金属或异种金属（如铝-钢、铝-铜、碳钢-高速钢等）；焊件截面可以是小到 0.01的金属丝，也可以是大到0.1的金属棒和金属板。广泛用于刀具、钢筋、钢轨、管道及自行车、摩托车轮圈的焊接图2-2-1是两种T型铸件，试分析铸件中热应力分布情况，并画出热应力引起的弯曲。14、试比较下列钢材的焊接性。钢 号主要化学成分WE×100工件板厚 （mm）CMnCuVMo09Mn2Cu0.11.40.31009MnV0.121.20.150