2025年喷涂喷焊操作工协作考核试卷及答案

2025年喷涂喷焊操作工协作考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种喷涂工艺属于热喷涂范畴？A.空气喷涂（油漆）B.电弧喷涂C.静电粉末喷涂（塑料）D.高压无气喷涂（涂料）2.氧乙炔火焰喷涂中，中性焰的氧乙炔体积比约为：A.0.8:1B.1:1C.1.2:1D.1.5:13.喷焊过程中，工件预热温度过高可能导致的主要问题是：A.涂层结合力下降B.基材氧化加剧C.粉末熔化不充分D.冷却后变形量减小4.用于制备耐磨涂层的碳化钨粉末，其粒度通常控制在：A.10-30μmB.50-100μmC.150-200μmD.250-300μm5.等离子喷涂时，主气（氩气）的主要作用是：A.稳定电弧B.冷却喷枪C.输送粉末D.保护熔滴6.喷涂前工件表面粗化处理的主要目的是：A.去除油污B.增加表面积，提高机械咬合C.降低表面硬度D.减少热应力7.喷焊层出现裂纹的常见原因不包括：A.基材与焊材热膨胀系数差异过大B.喷焊后冷却速度过快C.焊层厚度均匀D.预热温度不足8.电弧喷涂中，两根金属丝的送丝速度应：A.一根快、一根慢B.严格同步C.交替送进D.随机调整9.评价涂层结合强度的常用方法是：A.洛氏硬度测试B.拉拔试验（粘结法）C.划痕试验D.超声波测厚10.火焰喷焊时，若火焰呈还原焰（乙炔过量），可能导致的问题是：A.涂层氧化严重B.熔池流动性差C.粉末烧损D.碳化物分解11.喷涂设备中，送粉器的主要功能是：A.控制喷枪移动速度B.精确计量并输送粉末C.调节气体压力D.监测涂层厚度12.对于铸铁件表面喷焊，预处理时需特别注意：A.彻底清除表面石墨层B.降低粗化粗糙度C.缩短预热时间D.使用酸性清洗剂13.热喷涂涂层的孔隙率通常控制在：A.0-1%B.1-10%C.15-20%D.25-30%14.喷焊与喷涂的本质区别在于：A.热源温度不同B.涂层是否与基材形成冶金结合C.粉末粒度要求不同D.是否需要预处理15.喷涂过程中，喷枪与工件表面的最佳角度为：A.30°-45°B.60°-75°C.80°-90°D.任意角度二、判断题（每题1分，共10分）1.喷涂前工件表面只需清除油污，无需进行粗化处理。（）2.氧乙炔焰中，氧化焰的温度高于中性焰。（）3.电弧喷涂适用于喷涂高熔点金属（如钨、钼）。（）4.喷焊层厚度越厚，耐磨性一定越好。（）5.等离子喷涂时，增加电弧功率可提高熔滴温度，但可能导致粉末过烧。（）6.喷涂后立即进行水冷可有效降低涂层内应力。（）7.送粉量过大可能导致涂层孔隙率增加。（）8.喷焊时，基材熔化量越大，结合强度越高。（）9.热喷涂涂层的硬度通常高于基材硬度。（）10.喷涂设备的压缩空气露点应控制在-40℃以下，避免水分影响涂层质量。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述喷涂前工件表面预处理的主要步骤及各步骤的作用。2.列举三种影响热喷涂涂层结合强度的关键因素，并说明其作用机制。3.对比氧乙炔火焰喷焊与等离子喷焊的工艺特点及适用场景。4.分析喷涂过程中涂层出现“未熔颗粒”缺陷的可能原因及解决措施。5.喷焊后进行缓冷处理的目的是什么？常用的缓冷方法有哪些？四、实操题（20分）某企业需对直径Φ200mm、长度500mm的45钢轴类工件（表面存在0.3mm均匀磨损）进行修复，要求采用氧乙炔火焰喷焊工艺，涂层厚度0.5mm，硬度HRC45-50。请写出具体操作流程（含参数控制）及质量检验要点。五、综合分析题（10分）某车间采用电弧喷涂工艺制备不锈钢涂层（基材为Q235钢），但涂层在使用1个月后出现大面积脱落。结合喷涂工艺原理，分析可能的原因（至少4条），并提出改进措施。答案一、单项选择题1.B（热喷涂包括火焰、电弧、等离子等，其余为冷喷涂或普通涂装）2.B（中性焰氧乙炔比约1:1，氧化焰＞1.2:1，碳化焰＜0.9:1）3.B（预热温度过高会加剧基材氧化，影响结合力；变形量通常增大）4.A（耐磨涂层用碳化钨粉末粒度多为10-40μm，过粗易未熔，过细易烧损）5.A（氩气作为主气电离形成等离子体，稳定电弧；送粉多用载气如氮气）6.B（粗化的核心是增加机械咬合面积，油污去除属于清洗步骤）7.C（焊层厚度均匀可减少应力集中，裂纹多因热膨胀差异、冷却快、预热不足）8.B（电弧喷涂需两根丝同步送进，否则易断弧或涂层不均）9.B（拉拔试验通过粘结剂将涂层与基体分离，测量最大拉力值）10.D（还原焰乙炔过量，易导致碳化物（如WC）分解，降低硬度）11.B（送粉器通过振动或螺旋输送精确控制粉末流量）12.A（铸铁表面石墨层会阻碍冶金结合，需喷砂或机械加工彻底清除）13.B（热喷涂涂层孔隙率通常1-10%，过高降低强度，过低增加应力）14.B（喷焊时涂层与基材形成冶金结合，喷涂为机械/物理结合）15.C（喷枪垂直工件（80°-90°）可使熔滴垂直撞击，提高结合效果）二、判断题1.×（粗化是关键步骤，直接影响结合强度）2.√（氧化焰因氧气过量，燃烧更剧烈，温度更高）3.×（电弧喷涂受限于丝材熔点，高熔点金属需用等离子喷涂）4.×（厚度过厚会增加内应力，易开裂，需控制在合理范围）5.√（功率过高导致粉末过度熔化甚至蒸发，形成过烧颗粒）6.×（水冷会加剧冷却速度，增加内应力，应随炉缓冷或覆盖保温棉）7.√（送粉量过大时，部分粉末未充分熔化，形成孔隙）8.×（基材熔化过多会稀释焊材成分，降低涂层性能）9.√（热喷涂常用高硬度材料（如碳化物、陶瓷），硬度通常高于基材）10.√（压缩空气中水分会导致涂层气孔、氧化，露点需≤-40℃）三、简答题1.预处理步骤及作用：（1）清洗：用有机溶剂（如丙酮）或碱液去除油污、油脂，避免污染涂层；（2）粗化：通过喷砂（常用刚玉砂，粒度16-40目）或机加工（车螺纹）增加表面粗糙度（Ra3.2-12.5μm），提高机械咬合；（3）预热（可选）：用火焰或烘箱加热至100-200℃，去除表面水分，减少热应力。2.关键因素及机制：（1）表面粗化程度：粗糙度不足时机械咬合面积小，结合力低；（2）熔滴温度与速度：温度高、速度快的熔滴撞击时变形充分，与基材接触紧密；（3）基材与涂层材料的热膨胀系数匹配性：差异过大会在冷却时产生拉应力，导致剥离；（4）预处理清洁度：油污或氧化物残留会形成弱结合界面。3.氧乙炔火焰喷焊与等离子喷焊对比：（1）热源温度：氧乙炔焰温度约3100℃，等离子弧温度＞10000℃；（2）适用材料：火焰喷焊适合中低熔点合金（如镍基、铁基），等离子喷焊可处理高熔点材料（如钴基、陶瓷）；（3）效率：等离子喷焊热输入集中，熔深可控，效率更高；（4）成本：火焰设备简单、成本低，适合小批量维修；等离子设备复杂，适合高精度、高要求场景。4.未熔颗粒缺陷原因及措施：（1）原因：粉末粒度过大、火焰温度不足（如乙炔/氧气比例失调）、喷枪与工件距离过远（熔滴冷却时间长）；（2）措施：调整粉末粒度（选择10-40μm细粉）、优化火焰参数（确保中性焰）、缩短喷涂距离（控制在150-200mm）。5.缓冷目的及方法：（1）目的：减少涂层与基材因冷却速度不一致产生的内应力，防止裂纹；（2）方法：①随炉冷却（炉温降至100℃以下出炉）；②覆盖保温棉（厚度≥50mm）；③埋入石灰或蛭石中缓慢散热。四、实操题操作流程及参数控制：1.预处理：（1）清洗：用丙酮擦拭轴表面，去除油污；（2）粗化：采用白刚玉砂（粒度24目）喷砂，压力0.5MPa，距离150mm，角度75°，粗糙度Ra6.3-12.5μm；（3）预热：氧乙炔火焰均匀加热至200℃（红外测温仪监测）。2.喷焊操作：（1）粉末选择：镍基自熔合金粉末（如Ni60，粒度-150+325目）；（2）火焰调整：中性焰（氧乙炔比1:1），焰心长度8-10mm；（3）喷涂：喷枪与工件距离180mm，角度90°，移动速度150mm/s，单层厚度0.1mm，分5层叠加至0.5mm；（4）重熔：喷涂后立即用还原焰（乙炔稍过量）加热涂层至950-1050℃（表面出现镜面反光），确保熔池流动均匀。3.后处理：覆盖硅酸铝保温棉缓冷至室温（≥2h）。质量检验要点：（1）厚度：超声波测厚仪检测，要求0.48-0.52mm；（2）硬度：洛氏硬度计检测，HRC45-50（取5点平均值）；（3）结合性能：敲击法（声音清脆无空鼓）或切割试样做拉拔试验（结合强度≥35MPa）；（4）表面质量：目视无裂纹、气孔（放大10倍观察，气孔率≤2%）。五、综合分析题可能原因及改进措施：1.基材预处理不彻底：（原因）Q235钢表面氧化皮或油污未清除，形成弱结合界面；（措施）加强喷砂力度（改用棕刚玉砂，粒度16目），喷砂后2h内完成喷涂。2.电弧喷涂参数不当：（原因）电弧电压过低（＜32V）或电流不足（＜200A），导致熔滴温度低，结合不牢；（措施）调整电压34-36V，电流220-250A，确保熔滴充分熔化。3.喷涂距离过远：（原因）喷枪与工件距离＞250mm，熔滴冷却过快，撞击动能不足；