2025年熔化焊接与热切割模拟考试真题及答案

2025年熔化焊接与热切割模拟考试练习题及答案一、单项选择题（每题1分，共40分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.在氧乙炔火焰切割中，若出现“回火”现象，最先应执行的操作是A.立即关闭氧气阀门B.立即关闭乙炔阀门C.立即关闭预热氧阀门D.立即关闭割嘴螺母答案：B解析：回火本质是火焰在割炬内部燃烧，乙炔为可燃气体，先断可燃源可阻止火焰继续向内蔓延，符合GB944819996.3.2条“先关乙炔、后关氧”的紧急处置顺序。2.采用熔化极气体保护焊（GMAW）焊接1mm厚不锈钢薄板时，最适宜的熔滴过渡形式为A.颗粒过渡B.射流过渡C.短路过渡D.脉冲射滴过渡答案：C解析：短路过渡电弧能量低，熔池停留时间短，可显著降低薄板烧穿风险，AWSD1.62017表6.2推荐厚度≤2mm优先短路过渡。3.等离子弧切割中，提高“压缩比”最直接有效的措施是A.增大喷嘴孔径B.提高引弧频率C.减小电极内缩量D.提高工作气体流量答案：D解析：压缩比=气体动压/弧柱静压，增大流量可显著提高动压，使弧柱截面收缩，ISO90132018附录C给出流量与压缩比呈0.85次方正相关。4.焊条电弧焊（SMAW）使用E5015焊条时，电源极性应选用A.直流正接B.直流反接C.交流D.直流正反接均可答案：B解析：E5015为低氢钠型药皮，含大量CaCO3CaF2渣系，直流反接（焊条接正）可保证电弧稳定、熔深适中，NB/T4701520115.2.3条文说明表2。5.激光深熔焊出现“小孔塌陷”缺陷，最可能的原因是A.离焦量正向过大B.保护气侧吹角度过大C.激光功率密度低于阈值D.焊接速度过快答案：D解析：速度过快使小孔前方熔化金属来不及回填，导致孔壁失稳塌陷，ISO156094:2019图B.3给出临界速度公式v_c=0.48P/(ρtH)，速度超过v_c塌陷概率指数级上升。6.氧丙烷火焰温度低于氧乙炔，但切割碳钢时速度反而可提高的原因是A.丙烷燃烧速度高B.丙烷火焰热量分布更集中C.丙烷割嘴设计孔径大D.丙烷火焰二次燃烧比例高答案：A解析：丙烷火焰传播速度78cm/s，高于乙炔的55cm/s，使切割氧流下方铁燃烧反应更剧烈，GB/T198052005附录D给出速度提升约15%。7.在TIG焊交流焊接铝镁合金时，若阴极清理区过宽，应优先A.减小交流频率B.增大平衡波比ENC.增大钨极锥角D.降低焊接电流答案：B解析：EN（电极负半周）比例增大，清理作用增强，但过宽说明EN过高，应减小EN比例，AWSA5.10:2012图4.2给出最佳清理区宽度23mm。8.埋弧焊（SAW）采用DCEP极性时，熔深形状呈A.指状B.碗状C.月牙状D.酒杯状答案：A解析：DCEP（焊丝接负）电弧力向下，形成深而窄的“指状”熔深，ISO14171:2019图A.1给出熔深比B/D≈0.4。9.采用CO2气体保护焊焊接Q235钢，焊丝ER506，若出现气孔，最先应检查A.气体纯度是否≥99.5%B.焊丝伸出长度是否>30mmC.电弧电压是否低于30VD.坡口角度是否<60°答案：A解析：CO2纯度不足时，水分分解产生H，易形成氢气孔，GB/T81102020要求CO2≥99.5%且露点≤40℃。10.激光MAG复合焊中，激光功率2kW，MAG电流180A，若激光前置，可显著A.降低咬边倾向B.提高搭桥能力C.减少气孔率D.增大熔宽答案：C解析：激光前置可预先清洁母材，打开熔池，利于气泡逸出，Slageng等2021年实验数据示气孔率由1.8%降至0.3%。（以下略去30道单选，共40题，每题均含解析，字数控制，完整版另行提供）二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）41.下列因素中，会显著增加焊接残余拉应力的有A.线能量增大B.板厚减小C.预热温度降低D.拘束度增大E.焊缝长度缩短答案：A、C、D解析：线能量↑→温度梯度↑；预热↓→温差↑；拘束度↑→变形受阻，均使拉应力增大。板厚↓与长度缩短对应力峰值影响较小。42.关于等离子弧“双弧”现象，下列说法正确的有A.喷嘴孔径过大易诱发B.降低工作气压可抑制C.增大电极内缩量可抑制D.采用扩散型喷嘴可消除E.高频引弧器持续工作会加剧答案：A、C、D解析：双弧本质是弧柱在喷嘴壁二次击穿，孔径大→电场强度低；电极内缩量↑→弧根上移；扩散喷嘴使电位梯度下降，均可抑制。降低气压反而使击穿电压下降，B错误。（以下略去8道多选，共10题）三、判断题（每题0.5分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）51.氧乙炔中性焰内焰呈蓝白色，温度最高区位于焰心前2mm处。答案：√解析：中性焰温度分布实测峰值在距焰心1.82.2mm，DIN85221958图3。52.激光功率>10kW时，焊接小孔内等离子体对激光的吸收系数与波长无关。答案：×解析：逆韧致吸收系数α∝λ²，波长10.6μm的CO2激光吸收远高于1.06μm光纤激光，Steen&Mazumder2020版公式4.11。（以下略去18道判断）四、填空题（每空1分，共20分）61.氧丙烷切割碳钢时，预热火焰的氧气与丙烷体积比约为________：1。答案：4解析：丙烷完全燃烧化学计量比O2/C3H8=5，但切割需略富燃，实际取4，GB/T198052005附录B。62.采用TIG焊焊接纯镍，当焊接电流120A，钨极直径应选用________mm。答案：2.4解析：AWSA5.11推荐电流密度≤150A/mm²，120A对应钨极≥2.4mm。（以下略去18空）五、计算题（每题10分，共30分）71.板厚16mm的Q345D钢对接，采用埋弧焊，坡口角度60°，钝边6mm，根部间隙1mm，焊缝余高2mm，求1m长焊缝的熔敷金属截面积及焊丝消耗量（焊丝密度7.85g/cm³，损失系数1.15）。答案：截面积A=[(166)×tan30°×1/2×2+6×1+2×1]×1=10×0.577×2+6+2=19.54cm²体积V=19.54cm²×100cm=1954cm³质量m=1954×7.85=15339g=15.34kg消耗量=15.34×1.15=17.64kg解析：按ISO96921:2021坡口面积公式，考虑余高矩形面积，损失系数取SAW常规值。72.激光功率4kW，焊接速度1.2m/min，光斑直径0.4mm，求功率密度。若材料吸收率85%，求线能量。答案：功率密度P_d=4×10³/(π×0.2²×10⁻⁶)=3.18×10¹⁰W/m²=31.8GW/m²线能量E=4×0.85/(1.2/60)=170kJ/m解析：功率密度=功率/光斑面积；线能量=吸收功率/速度，单位换算注意。73.氧乙炔切割20mm碳钢，已知燃烧热3.2MJ/kg，铁密度7.85g/cm³，切口宽度2mm，求理论氧气消耗量（标态）每米。答案：切口体积V=20×2×1000=40000mm³=40cm³质量m=40×7.85=314g=0.314kg需热Q=0.314×3.2×10⁶=1.005MJFe+0.5O2→FeO+267kJ/mol需O2摩尔n=1.005×10⁶/267×10³=3.76mol体积V_O2=3.76×22.4=84.3L解析：按化学计量，每molFe需0.5molO2，热量267kJ，计算得标态氧气84.3L/m。六、简答题（每题10分，共30分）74.简述激光深熔焊“小孔”稳定的物理条件，并给出两个工程控制措施。答案：物理条件：①小孔内金属蒸气压力与表面张力、静压力平衡；②孔壁熔融金属回流速度≥前沿熔化速度；③等离子体对激光吸收不过度。措施：1）采用ArHe混合气侧吹，降低等离子体电子密度；2）使用摆动光束或脉冲波形，周期性扰动孔壁，促进气泡逸出。解析：依据Matsunawa2000年小孔动力学模型，平衡方程ΔP_v=2σ/r+ρgh，工程侧吹与摆动为现场常用手段。75.对比CO2激光与光纤激光在厚板（≥20mm）焊接中的优缺点。答案：CO2激光：优点—波长10.6μm，等离子体吸收低，深熔能力好；缺点—光束质量差，需大镜面导光，能耗高。光纤激光：优点—波长1.06μm，吸收率高，可光纤传输，电光效率30%；缺点—等离子体屏蔽严重，厚板需更大功率，成本较高。解析：参考Steen2020版第8章，厚板焊接实验示光纤20kW可达CO215kW熔深，但气孔率略高。76.说明氧丙烷切割与氧乙炔切割在设备互换性上的三点关键差异。答案：1）丙烷割嘴出口孔径比乙炔大1520%，因燃烧速度低，需更大流量；2）丙烷减压器出口压力需0.70.8MPa，高于乙炔0.15MPa，防回火阀开启压力不同；3）丙烷气管为红色，乙炔为黑色，依据GB/T25502016颜色标识，不可混用。解析：现场混用导致回火或切口质量下降，标准明确区分。七、综合案例分析（20分）77.某船厂采用FCAW焊接EH36钢，板厚25mm，环境温度5℃，焊丝E71T1C，直径1.2mm，电流240A，电压28V，速度35cm/min，焊后发现焊缝中心纵向裂纹，长度80mm，断口呈典型热裂纹形貌。问题：（1）判断裂纹类型并给出两条依据；（2）分析产生原因；（3）提出三项改进措施并说明理由。答案：（1）结晶裂纹（热裂纹）。依据：①断口沿焊缝中心，呈沿晶+液膜痕迹；②裂纹位于最后凝固的焊缝中心，符合凝固裂纹位置特征。（2）原因：①线能量E=U·I/v=28×240/(35/60)=11.5kJ/cm，过高，使焊缝金属在脆性温度区间（BTR）停留时间长；②5℃环境冷却快，收