2025年化工焊接工程师考试试题及答案

2025年化工焊接工程师考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某化工装置中需焊接工作温度为-40℃的16MnDR低温钢管道，应优先选用以下哪种焊接材料？A.E4303（J422）B.E5015（J507）C.E5515-C1（W707Ni）D.E308-16（A102）答案：C（解析：16MnDR为低温钢，-40℃工况需匹配含Ni的低氢型焊条，E5515-C1含Ni，可保证低温冲击韧性。）2.不锈钢管道焊接时，若采用钨极氩弧焊（TIG），为防止背面氧化，通常需对管内充保护气体。以下哪种气体组合最合理？A.纯氧B.氩气+5%氢气C.二氧化碳D.氮气+10%氧气答案：B（解析：不锈钢TIG背面保护需惰性气体，氩气中加入5%氢气可增强还原性，减少氧化铬提供，改善背面成型。）3.焊接工艺评定（PQR）中，当母材厚度为30mm时，若采用埋弧焊（SAW），评定合格后可覆盖的焊件厚度范围是？A.15-60mmB.10-80mmC.20-50mmD.5-100mm答案：A（解析：根据NB/T47014-2011，埋弧焊母材厚度T≥12mm时，覆盖范围为T/2≤焊件厚度≤2T，30mm对应15-60mm。）4.某化工反应釜筒体材质为Q345R（16MnR），设计压力10MPa，工作温度300℃，焊接后需进行消除应力热处理（SR）。以下热处理工艺参数正确的是？A.加热温度500℃，保温2小时，空冷B.加热温度620℃，保温3小时，随炉冷却C.加热温度750℃，保温1小时，水冷D.加热温度450℃，保温5小时，风冷答案：B（解析：Q345R的SR温度为580-620℃，保温时间按板厚每25mm保温1小时，30mm筒体约3小时，冷却应缓慢（随炉或控冷）。）5.焊接过程中，若发现焊缝表面出现连续的气孔，最可能的原因是？A.焊接电流过小B.焊条烘干温度过高（>450℃）C.环境湿度85%D.电弧电压过低答案：C（解析：环境湿度高（>80%）时，空气中水分分解为H2，易溶入熔池形成气孔；焊条烘干温度过高会导致药皮变质，但一般不会直接引起连续气孔。）6.异种钢焊接（如Q245R与304不锈钢）时，为避免熔合区脆化，应优先选择以下哪种焊接材料？A.与Q245R成分匹配的碳钢焊条B.与304不锈钢成分匹配的奥氏体焊条C.镍基合金焊条（如ENiCrFe-3）D.低合金钢焊条（如E5016）答案：C（解析：镍基合金可缓冲碳迁移，减少马氏体层形成，降低熔合区硬度，适用于异种钢焊接。）7.以下哪种无损检测方法最适合检测焊缝中的微裂纹（长度<0.5mm）？A.射线检测（RT）B.超声波检测（UT）C.磁粉检测（MT）D.渗透检测（PT）答案：C（解析：MT对表面及近表面的微小裂纹灵敏度高于RT（需一定厚度）、UT（受角度影响）和PT（需开口），尤其适用于铁磁性材料。）8.焊接残余应力对化工设备的主要危害是？A.降低焊缝强度B.增加应力腐蚀开裂（SCC）风险C.导致焊缝表面凹陷D.减少焊接变形答案：B（解析：残余拉应力与腐蚀介质共同作用会加速SCC，是化工设备失效的主要原因之一；残余应力不直接降低强度，但会影响结构耐久性。）9.某管道环焊缝采用全氩弧焊（TIG），焊接电流120A，电弧电压14V，焊接速度150mm/min，其热输入（kJ/cm）为？A.6.72B.8.96C.10.08D.12.32答案：A（解析：热输入公式Q=（U×I×60）/（1000×v），代入数据得（14×120×60）/（1000×150）=6.72kJ/cm。）10.化工设备焊接中，当母材含碳量（Ceq）超过0.45%时，最关键的工艺措施是？A.提高焊接电流B.增加焊缝余高C.严格预热及层间温度控制D.采用大直径焊条答案：C（解析：碳当量高易产生冷裂纹，需通过预热（如100-200℃）和控制层间温度（不低于预热温度）降低冷却速度，避免马氏体组织。）二、填空题（每空1分，共20分）1.化工压力容器焊接中，常用的焊接方法代号：手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、钨极氩弧焊（______）、熔化极气体保护焊（______）。答案：GTAW；GMAW2.焊接工艺评定的关键因素包括：焊接方法、母材类别号、填充金属类别号、______、______（任填两项）。答案：预热温度；层间温度（或焊接热输入、焊后热处理等）3.不锈钢焊接时，为防止晶间腐蚀，应控制焊缝中的______含量≥8×C%（即“稳定化元素”），或采用______热处理（如1050-1150℃固溶处理）。答案：Nb（铌）或Ti（钛）；固溶4.低温钢焊接的核心要求是保证焊缝金属的______性能，常用的检测指标是______（-40℃或-70℃）。答案：低温冲击韧性；夏比V型缺口冲击功（AKV）5.化工管道焊接中，当管壁厚度≥______mm时，需开坡口（如V型、U型）；对于单面焊双面成型的焊缝，根部间隙通常控制在______mm。答案：3；2-36.焊接缺陷中，______（如未熔合）属于面积型缺陷，对承受______（拉/压）应力的设备危害更大。答案：裂纹（或未熔合）；拉7.常用的焊接质量检验顺序为：焊前检验（如坡口检查）→______（如外观检查）→______（如RT/UT）→焊后检验（如压力试验）。答案：焊接过程检验；无损检测8.镍及镍合金焊接时，易产生______裂纹（热裂纹的一种），预防措施包括控制______（如S、P杂质）含量。答案：热；有害元素9.化工设备焊接安全中，CO2气体保护焊可能产生______（有毒气体），需加强通风；氩弧焊操作时需佩戴______（防护装备）以防止紫外线伤害。答案：一氧化碳（CO）；防护面罩（或护目镜）10.根据GB150-2011《压力容器》，压力容器对接焊缝的无损检测比例分为100%检测和______检测（如局部检测时比例≥______%）。答案：局部；20三、简答题（每题10分，共30分）1.简述化工设备焊接中“焊接工艺规程（WPS）”与“焊接工艺评定报告（PQR）”的关系及主要内容。答案：关系：WPS是指导实际焊接生产的文件，需依据已合格的PQR编制；PQR是验证WPS有效性的试验报告，是WPS的支持文件。主要内容：WPS包括：母材及填充金属型号、焊接方法、焊接参数（电流/电压/速度）、预热/层间温度、焊后热处理要求、操作技术（如运条方式）等。PQR包括：母材及填充金属的实测性能（如化学成分、力学性能）、焊接过程记录（参数、温度控制）、试验结果（拉伸/弯曲/冲击试验数据、无损检测结论）等。2.分析化工管道（材质为20G，工作压力16MPa，温度450℃）焊接时，产生延迟裂纹的主要原因及预防措施。答案：主要原因：（1）氢的作用：焊条未烘干、环境湿度高导致熔池吸收氢，焊后扩散聚集。（2）淬硬组织：20G虽碳当量较低（Ceq≈0.30%），但厚壁管道（如δ≥30mm）焊接时冷却速度快，可能形成少量马氏体。（3）残余应力：管道拘束度大（如固定口焊接），焊接残余拉应力较高。预防措施：（1）控制氢含量：焊条严格烘干（E4315型焊条350-400℃×1-2h），使用保温桶；环境湿度≤80%。（2）调整焊接工艺：适当预热（80-120℃），控制层间温度不低于预热温度；采用小热输入（避免过热导致晶粒粗大）。（3）焊后处理：立即进行后热（200-300℃×2h），促进氢扩散；或焊后24h后进行无损检测（延迟裂纹需时间形成）。3.列举化工设备常用的5种焊接缺陷，并说明每种缺陷的主要检测方法。答案：（1）裂纹：表面裂纹用磁粉（MT）或渗透（PT）检测，内部裂纹用射线（RT）或超声波（UT）检测。（2）未熔合：UT对平面型缺陷敏感，RT需特定角度透照。（3）气孔：RT显示为圆形或椭圆形黑色影像，UT可能显示为较低的反射波。（4）夹渣：RT显示为不规则黑色影像，UT反射波较宽且波幅低。（5）未焊透：RT显示为连续或断续的直线状黑色影像，UT可通过波形特征判断。四、案例分析题（30分）某化工厂新建一套合成氨装置，其中一段转化炉出口管道（材质为TP347H，规格Φ325×25mm，设计温度850℃，设计压力3.5MPa）采用全氩弧焊打底+焊条电弧焊盖面工艺。焊接完成后，RT检测发现焊缝根部存在密集气孔，且部分气孔直径超过1mm（标准允许单个气孔最大直径为0.8mm）。问题：1.分析TP347H不锈钢管道根部气孔产生的可能原因。（15分）2.提出针对性的整改措施。（15分）答案：1.可能原因分析：（1）保护气体问题：氩气纯度不足（如≤99.99%），含O2、H2O等杂质，导致熔池氧化或吸氢；背面充氩保护不良（如流量不足、提前停气），空气侵入熔池。（2）焊接操作问题：氩弧焊枪角度不当（如倾角过大），保护气笼罩范围减小；焊接速度过快，熔池凝固时间短，气体来不及逸出；电弧过长（>3mm），空气卷入。（3）母材及焊丝清洁：管道坡口及焊丝表面有油污、氧化皮或水分（如未用丙酮清洗），加热后分解产生气体（如H2、CO2）。（4）环境因素：焊接时风速>2m/s（氩气保护被吹散）；环境湿度>80%，水蒸气分解为H2。2.整改措施：（1）优化保护气体：使用纯度≥99.995%的氩气，背面充氩时流量调整为8-12L/min（根据管径），提前5-10秒送气，滞后3-5秒停气，确保焊接全过程保护。（2）规范操作参数：氩弧焊电流控制在120-150A（根据壁厚），电