2025年焊接知识试题和答案

2025年焊接知识试题和答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列焊接方法中，属于压焊的是（）。A.埋弧焊B.电阻点焊C.钨极氩弧焊D.气焊答案：B2.焊接Q345R低合金高强钢时，若板厚超过30mm，通常需要进行焊前预热，其主要目的是（）。A.减少焊接变形B.防止冷裂纹C.提高熔深D.降低熔合比答案：B3.不锈钢焊接时，为防止晶间腐蚀，应控制焊缝金属的（）。A.碳含量≤0.03%或添加稳定化元素（如Ti、Nb）B.硫含量≤0.02%C.锰含量≥1.2%D.磷含量≤0.035%答案：A4.熔化极气体保护焊（MIG）使用纯氩气作为保护气体时，最适合焊接的材料是（）。A.低碳钢B.铝合金C.不锈钢D.铸铁答案：B5.手工电弧焊时，若焊条药皮类型为E4315，其中“15”表示（）。A.焊接位置为平焊B.药皮类型为钛钙型C.适用直流反接D.熔敷金属抗拉强度≥430MPa答案：C6.焊接热输入的计算公式为（）。A.Q=IU/vB.Q=I²RtC.Q=Uv/ID.Q=IRt答案：A（注：Q为热输入，单位kJ/cm；I为焊接电流，A；U为电弧电压，V；v为焊接速度，cm/s）7.铝合金TIG焊时，采用交流电源的主要原因是（）。A.提高熔深B.清除氧化膜（阴极破碎作用）C.降低飞溅D.减少气孔答案：B8.下列焊接缺陷中，属于体积型缺陷的是（）。A.裂纹B.未熔合C.气孔D.咬边答案：C9.焊接残余应力的主要危害是（）。A.降低焊缝强度B.导致结构变形或开裂C.增加焊接热输入D.提高材料硬度答案：B10.埋弧焊焊接时，若电弧电压过高，可能导致的缺陷是（）。A.焊缝成形不良（如宽而浅）B.熔深过大C.夹渣D.裂纹答案：A11.铸铁补焊时，采用镍基焊条的主要目的是（）。A.提高焊缝强度B.减少白口组织C.降低焊接应力D.增加熔合比答案：B12.数字化焊机的核心控制技术是（）。A.晶闸管控流B.IGBT逆变C.机械调节D.电阻分压答案：B13.焊接接头中，热影响区的最高硬度主要取决于（）。A.焊接电流B.母材成分与冷却速度C.焊条直径D.焊接速度答案：B14.激光-电弧复合焊接的主要优势是（）。A.设备成本低B.对装配精度要求低C.焊接速度慢D.熔深小答案：B15.焊接锅炉受压元件时，焊缝射线检测的合格级别通常不低于（）。A.Ⅰ级B.Ⅱ级C.Ⅲ级D.Ⅳ级答案：B（注：依据GB/T3323-2019《焊缝无损检测射线检测》）二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）1.焊接低碳钢时，一般不需要预热，因为其碳当量低，冷裂倾向小。（）答案：√2.气焊时，中性焰的氧气与乙炔体积比为1:1~1.2，适用于焊接不锈钢。（）答案：×（中性焰适用于低碳钢、低合金钢等，不锈钢气焊易氧化，通常不采用）3.焊接变形的矫正方法包括机械矫正和火焰矫正，火焰矫正时加热温度越高越好。（）答案：×（加热温度一般控制在600~800℃，过高会导致材料性能下降）4.二氧化碳气体保护焊（CO₂焊）的飞溅主要由冶金反应（如FeO与C反应提供CO）和斑点压力引起。（）答案：√5.铝及铝合金焊接时，气孔主要是氢气孔，来源包括母材表面氧化膜吸附的水分、保护气体中的水分等。（）答案：√6.焊接接头的冲击韧性主要取决于焊缝金属的强度，与热影响区组织无关。（）答案：×（热影响区的粗晶区可能因晶粒粗大导致韧性下降）7.预热可以降低焊接冷却速度，减少淬硬组织，从而降低冷裂纹倾向。（）答案：√8.焊条电弧焊时，短弧操作可以减少空气侵入，提高保护效果。（）答案：√9.焊接残余应力可以通过焊后热处理（如消应力退火）完全消除。（）答案：×（热处理可降低残余应力，但无法完全消除）10.钛及钛合金焊接时，需采用惰性气体（氩气或氦气）保护熔池及高温区，防止氧化、氮化。（）答案：√三、简答题（每题8分，共40分）1.简述焊接热输入对焊缝组织和性能的影响。答案：焊接热输入（Q=IU/v）是单位长度焊缝获得的热量。热输入过小，冷却速度快，焊缝及热影响区易形成马氏体等淬硬组织，导致硬度高、韧性低，冷裂倾向增大；热输入过大，冷却速度慢，焊缝晶粒粗大，热影响区（尤其是粗晶区）晶粒严重长大，导致接头强度、韧性下降，同时可能增加热裂纹（如结晶裂纹）倾向。因此，需根据母材成分、厚度和接头形式选择合适的热输入，以平衡组织和性能。2.比较熔化极气体保护焊（MIG/MAG）与非熔化极气体保护焊（TIG）的特点及应用场景。答案：（1）熔化极气体保护焊（MIG/MAG）：以焊丝为电极和填充金属，电流大、熔敷率高，适合中厚板焊接；保护气体为惰性气体（MIG，如Ar）或活性气体（MAG，如Ar+CO₂）；主要用于碳钢、不锈钢、铝合金等的高效焊接，如汽车制造、钢结构。（2）非熔化极气体保护焊（TIG）：以钨极（不熔化）为电极，需外加填充焊丝，电流小、熔深浅，适合薄板或打底焊；保护气体为氩气，电弧稳定、焊缝质量高（无熔滴过渡污染）；主要用于不锈钢、钛合金、精密部件的焊接，如管道打底、压力容器密封焊。3.分析焊接气孔产生的主要原因及预防措施。答案：主要原因：（1）熔池凝固过快，气体（如H₂、N₂、CO）来不及逸出；（2）母材或焊丝表面有油污、锈、水分（分解产生H₂）；（3）保护气体纯度不足（如Ar含O₂、H₂O）或保护效果差（如气流量过小、风干扰）；（4）焊接参数不当（如电弧电压过高、焊速过快）；（5）药皮焊条受潮（水分分解产生H₂）。预防措施：（1）清理母材及焊丝表面，去除油污、锈迹；（2）使用高纯度保护气体（如Ar≥99.99%），调整气流量（10~20L/min）并防风；（3）焊条按要求烘干（如低氢焊条350~400℃×1~2h）；（4）优化焊接参数（降低焊速、控制电弧电压）；（5）对易产生气孔的材料（如铝合金），采用交流TIG焊（阴极破碎氧化膜）。4.说明低合金高强钢焊接时的主要问题及工艺控制要点。答案：主要问题：（1）冷裂纹倾向大（因碳当量较高，热影响区易形成淬硬组织，同时焊接残余应力大）；（2）热影响区软化（如采用过低碳当量焊丝或热输入过大，导致粗晶区强度下降）；（3）热裂纹（当母材或焊丝含S、P等杂质时，可能在熔池结晶后期产生结晶裂纹）。工艺控制要点：（1）焊前预热（根据板厚、碳当量确定预热温度，如Q345R板厚＞30mm时预热100~150℃）；（2）控制热输入（避免过小导致冷裂，过大导致软化，通常15~25kJ/cm）；（3）采用低氢焊接方法（如碱性焊条、CO₂焊或Ar+CO₂混合气体保护焊）；（4）焊后缓冷或后热（如200~300℃×1~2h，促进扩散氢逸出）；（5）选择匹配的焊丝/焊条（如E5015、ER50-6，保证焊缝强度与韧性）。5.列举三种常用的焊接无损检测方法，并说明其适用缺陷类型。答案：（1）射线检测（RT）：利用X/γ射线穿透焊缝，通过底片成像检测内部体积型缺陷（如气孔、夹渣）及部分面型缺陷（如裂纹、未熔合），适用于厚度≤200mm的钢、铝等材料。（2）超声波检测（UT）：利用超声波在界面反射原理检测内部缺陷，对面型缺陷（如裂纹、未熔合）敏感，适用于厚板（＞8mm）及复杂结构（如锻件、铸件）。（3）磁粉检测（MT）：通过磁粉在漏磁场处聚集显示表面及近表面缺陷（如裂纹、气孔），仅适用于铁磁性材料（如碳钢、低合金钢）。（4）渗透检测（PT）：利用渗透液渗入表面开口缺陷，通过显像剂显示，适用于非铁磁性材料（如不锈钢、铝合金）的表面缺陷检测（如裂纹、气孔）。四、综合应用题（每题10分，共20分）1.某公司需焊接一台容积为50m³的液氨储罐，母材为Q345R（δ=25mm），设计压力1.6MPa，工作温度-20~50℃。请制定焊接工艺方案，包括焊前准备、焊接方法、工艺参数、焊后处理及检验要求。答案：（1）焊前准备：-母材检验：核查Q345R材质证书（符合GB713-2014），表面无裂纹、分层，坡口加工（V型坡口，角度60°±5°，钝边1~2mm，间隙2~3mm）；-清理：坡口及两侧20mm范围内打磨至金属光泽，去除油污、锈迹；-预热：板厚25mm，碳当量CEV≈0.42%（根据公式CEV=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15），冷裂倾向中等，预热温度100~150℃（采用电加热片局部预热，测温点距坡口50mm）。（2）焊接方法：采用埋弧焊（SAW）打底+填充盖面（效率高、质量稳定），打底焊可选用φ3.2mm焊丝（H08MnA），焊剂SJ101（熔炼型中锰中硅焊剂）；填充盖面选用φ4.0mm焊丝（H10Mn2），焊剂SJ101。（3）工艺参数：-打底焊：电流500~550A，电压28~30V，焊速30~35cm/min，热输入≈(500×30)/(30/60×10)=30kJ/cm（控制在15~35kJ/cm范围内）；-填充焊：电流550~600A，电压30~32V，焊速25~30cm/min；-层间温度控制：≤250℃（避免晶粒粗大）。（4）焊后处理：-后热：焊后立即进行250~300℃×2h后热处理，促进扩散氢逸出；-消应力退火：整体热处理（580~620℃×(25mm×1min/mm)，即约25min），降低残余应力。（5）检验要求：-外观检验：焊缝余高0~3mm，无咬边（深度≤0.5mm）、裂纹等；-无损检测：100%射线检测（RT，Ⅱ级合格，依据GB/T3323-2019），10%超声波检测（UT，Ⅰ级合格，依据NB/T47013-2015）；-力学性能试验：取焊缝试样进行拉伸（≥510MPa）、冲击（-20℃≥27J）、弯曲（180°无裂纹）试验。2.某铝合金船体结构（5083铝合金，δ=12mm）需进行环缝焊接，试分析其焊接难点及应采取的工艺措施。答案：焊接难点：（1）氧化膜难去除：5083铝合金表面易提供致密Al₂O₃（熔点2050℃），阻碍熔合；（2）热裂纹倾向大：5083含Mg（4.0%~4.9%），凝固区间宽，易在熔池结晶后期产生结晶裂纹；（3）气孔敏感性高：熔池吸氢能力强（氢在液态铝中溶解度远大于固态），冷却时氢析出形成气孔；（4）变形控制难：铝合金线膨胀系数大（约为钢的2倍），焊接应力大，易产生角变形或波浪变形。工艺措施：（1）氧化膜处理：焊前用钢丝刷或化学方法（如NaOH溶液清洗+硝酸中和）清除坡口及两侧20mm范围内的氧化膜，干燥后2h内施焊；（2）焊接方法选择：采用交流TIG焊（利用阴极破碎作用清除氧化膜），或脉冲MIG焊（熔滴过渡稳定，减少飞溅）；（3）焊丝选择：选用ER5356（Mg含量5%~6%），与母材成分匹配，且含Ti（细化晶粒），降低热裂倾向；（4）保护气体：