材料成型原理

1、1实现焊接的基本条件是加热，加压或两者并用2手工焊的热量来源有电弧热，电阻热，化学反应热3手工焊的熔滴过渡形式短路过渡，颗粒过渡，附壁过渡4手工焊一般分药皮反应区，熔滴反应区，熔池反应区5熔滴平均温度180024006熔池平均温度160019007氢气和氮气在金属中的溶解度在液固状态发生转变8焊缝中的氢分残余氢和扩散氢9熔渣的作用：机械保护，改善焊接工艺性能，冶金处理10熔渣中的SiO2和TiO2属于酸性氧化物11熔渣中的CaO和MgO属于碱性氧化物12熔渣的物理特性：碱度，粘度，表面张力，熔点13熔渣对金属的氧化有扩散氧化和置换氧化14合金过渡的损失：氧化损失和残留损失15焊条原材料种类：矿

2、物类，金属及铁合金类，化工产品类，有机物类16焊条原材料作用：稳弧，造渣，造气，脱氧，合金化，粘结，成形17药皮中低电离电位的物质可提高电弧稳定性18熔渣粘度随温度变化快叫短渣19熔渣粘度随温度变化慢叫长渣20焊剂H431是熔炼焊剂21 焊剂SJ101是烧结焊剂22H08Mn2SiA是CO2气体保护焊实芯焊丝23 H10 Mn2A是埋弧焊实芯焊丝24寒风中的偏析：区域偏析，显微偏析，层状偏析25氢气孔断面呈螺钉状，喇叭口形，气孔四周有光亮内壁26氮气孔成堆出现，呈蜂窝状27CO气孔沿结晶方向分布，像条虫状卧在焊缝内部28熔渣的氧化性强，产生CO2气孔可能性增加29熔渣的还原性强，产生H2气孔可

3、能性增加30寒风中的夹杂物：氧化物，氮化物，硫化物31焊缝振动结晶有：高频超声振动，低频机械振动，电磁振动32焊接热循环参数：加热速度，最高温度，冷却速度，高温停留时间33根据焊接工艺，利用焊接CCT图可以预测焊接热影响区的组织和性能34根据热影响区的组织和性能，利用焊接CCT图可以确定焊接工艺35低碳低合金的焊接热影响区：熔合区，过热区，相变重结晶区，不完全重结晶区36淬火钢和调质钢的焊接热影响区：完全淬火区，不完全淬火区37产生结晶裂纹的内因是杂质产生的低熔共晶在晶间形成的液态薄膜38容易产生结晶裂纹的固液温度区叫脆性温度区39含有Ni，Cu等元素的钢对液化裂纹敏感40产生冷裂纹的主要因素

4、：淬硬组织，扩散氢，拘束应力41焊接时的拘束应力：热应力，组织应力，结构自身的拘束应力42含有沉淀强化元素的金属具有再热裂纹敏感性43层状撕裂一般发生在T形接头，角接头，十字接头44层状撕裂与沿轧向分布的非金属夹杂物的种类，数量和形状有关45应力腐蚀裂纹呈疏松的网状龟裂分布，内部呈树根状焊接线能量：热源功率与焊接速度之比焊接化学冶金过程：在焊接过程中，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程熔合比：在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例药皮重量系数：焊条药皮与焊芯的重量比扩散氢：在焊缝金属的晶格中自由扩散的氢拘束度：单位长度焊缝，在根部间隙产生单位长度的弹性位移所需要的力1.答：手工电弧焊分为

5、药皮反应区、熔滴反应区，熔池反应区.药皮反应区的温度从100至药皮熔点；a.水分的蒸发，加热温度超过100吸附水全部蒸发b.某些物质的分解，当药皮加热到一定温度时，有机物，碳酸盐，高价氧化物发生分解c.铁合金的氧化，如CaCO3+AlCaO+Al2O3+CO.熔滴反应区a.熔滴的温度高，平均温度在1800-2400;b.熔滴与气体和熔渣的接触面积大，103-104cm2/kg;c.各相之间反应时间短（接触时间），平均时间0.01-1s.熔池反应区a.熔池突出的特点是温度分布极不均匀，熔池的前部和后部反应可以同时向相反方向进行，熔池后端温度低，发生金属的凝固，气体逸出，有利于发生氧化反应（放热反

6、应），熔池后端温度高，发生金属的熔化，气体吸收，有利于发生吸热反应;b.与熔滴相比，熔池平均温度较低，约为1600-1900，比表面积较小，3-130cm2/kg；反应时间稍长，但不超过几十秒;c.熔池阶段中反应物浓度与平衡浓度之差比熔滴阶段小，所以反应速度相对较慢；药皮重量系数较大时，和熔池金属作用的熔渣数量较多；溶池反应区反应物质是不断更新的。2.答：.铁锈的成分是mFe2O3·nH2O   .酸性焊条中含有较多的TiO2、SiO2等酸性氧化物，氧化势高，FeO是碱性氧化物，所以熔渣中容纳FeO能力强；碱性焊条中含有CaO、MgO等碱性氧化物，FeO

7、在熔渣中活度大，很容易过渡到焊缝中去。因此，铁锈在碱性焊渣中较为敏感。.对于碱性焊条，铁锈使焊缝增氧，氧化性增强，易产生CO气孔；对于酸性焊条，铁锈使焊缝增氢，还原性增强，易产生H2气孔。所以铁锈对碱性焊缝较为敏感。4.气孔产生机理：高温时某些气体溶解于熔池金属中，当凝固和相变时，气体的溶解度突然下降，另一类由于冶金反应产生的不溶于金属的气体，如CO和H2O形成过饱和气体。过饱和气体和不溶气体生核、长大、上浮，来不及逸出的气体在焊缝中形成气孔特征：H2气孔断面呈螺钉状，喇叭口型，气孔四周有光亮的内壁;N2气孔成堆出现，呈蜂窝状;CO气孔沿结晶方向分布，像条虫状卧在焊缝内部影响因素：1.冶金因素

8、的影响 熔渣氧化性的影响，当熔渣的氧化性增大时，则由CO引起的气孔的倾向增大，相反，当熔渣的还原性增大时，则H2气孔的倾向增大  a.控制焊条和焊剂成分以脱氢，如CaF2+H2=CaF+HFb.铁锈及水分促进CO、H2生成，如Fe2O3Fe3O4+O,Fe3O4+H2OFe2O3+H2 ,Fe+H2OFeO+H22.工艺因素的影响   溶解方面，电流增大，使熔滴变细，比表面积增大，熔滴吸收的气体较多，增加了气孔倾向，直流正接使更多气体溶解，增大了气孔倾向保护方面，焊接电压增大，采用交流均保护不好，易产生气孔结晶速度，焊接线能量小，冷却速度快；电流小，冷却

9、速度快；金属本身性质，如Al、Cu散热快，均增加了结晶速度，使气体来不及逸出。措施：限制气体来源  焊条烘干，表面处理，电弧稳定          减少气体溶解量  a.采用直流反接；b.采用合适的电弧电压，达到加强保护的目的（N2）空气；c.冶金反应脱氢、脱氧等     增大气体逸出量  a.预热，降低冷却速度；b.适当增大电流；c.适当增加线能量5.结晶裂纹特征：沿焊缝中心纵向开裂机理：液态金属连续结晶，形成柱状

10、晶体，方向性好，低熔点共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部位，形成液态薄膜；由于收缩收到了拉应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄弱地带，在拉伸应力作用下就有可能在这个薄弱地带开裂而形成结晶裂纹。影响因素：共晶合金比较容易产生结晶裂纹       合金元素C、S、P、B、Ni易与Fe产生低熔共晶       液态结晶脆性温度区间越大，越易产生结晶裂纹       拉伸应力作用时间越长，越易长生结

11、晶裂纹防治措施：a.控制焊缝中S、P、C等有害物质的含量以降低低熔共晶和偏析      b. 改变低熔共晶分布状态，如细化晶粒，采用双相组织，打乱结晶方向，改变凝固结晶      c. 调整成分，增多焊缝中易熔共晶的数量，使之具有“愈合”裂纹的作用d.减小焊接应力，焊接工艺，增加焊接线能量，提高预热温度，合理安排焊接顺序，避免对接、角接等接头形式，对于厚板，采用多层焊6.延迟裂纹特征：不是在焊后立即出现的冷裂纹机理：扩散氢在晶体缺陷处聚集成氢分子，逐渐积累，当压力超过某一应力时即开裂，然后氢气再继续聚集，向前不断扩散。氢气的聚集需要时间，即应力加载到发生裂纹需要一段潜伏期，所以为延迟裂纹。影响因素：a.淬硬倾向，在焊接条件下，形成淬硬的马氏体组织，发生断裂时将消耗较低的能量，因此焊接接头有马氏体存在时，裂纹易于形成和扩散       b.扩散氢的浓度越大，氢越容易聚集且马氏体更加脆化，更易产生裂纹，扩散氢是延迟裂纹最主要影响因素       c.拘束应力 ，应力越大越容易产生延迟裂纹防止措施：a.减少马氏体组织，预热减