(2025年)焊工高级理论知识试题及答案

(2025年)焊工高级理论知识试题及答案一、单项选择题（每题2分，共40分）1.低合金高强钢Q690焊接时，为防止冷裂纹，层间温度应控制在（）A.50-80℃B.100-150℃C.200-250℃D.300℃以上答案：B2.奥氏体不锈钢与珠光体钢焊接时，过渡层的主要作用是（）A.提高焊缝强度B.减少碳扩散C.改善耐蚀性D.降低热输入答案：B3.埋弧焊焊接16MnR钢时，若焊缝出现气孔，最可能的原因是（）A.焊丝直径过大B.焊剂烘干温度不足（≤250℃）C.焊接速度过慢D.电弧电压过低答案：B4.钛及钛合金焊接时，保护气体中氧含量超过（）会显著降低焊缝塑性A.0.01%B.0.1%C.0.5%D.1%答案：B5.焊接残余应力对结构的最主要危害是（）A.降低承载能力B.导致变形C.引发延迟裂纹D.影响加工精度答案：C6.采用CO₂气体保护焊焊接薄板时，为减少飞溅应选择（）A.大电流、高电压B.小电流、低电压（短路过渡）C.脉冲电流D.直流正接答案：B7.铝合金MIG焊时，使用的保护气体应为（）A.纯ArB.Ar+2%O₂C.CO₂D.Ar+He答案：D（注：厚板常用Ar+He混合气体改善熔深）8.焊接热循环中，对焊缝组织影响最大的参数是（）A.加热速度B.峰值温度C.冷却速度（t8/5）D.高温停留时间答案：C9.厚壁容器多层多道焊时，层间清根的主要目的是（）A.减少焊缝余高B.去除前道焊缝缺陷（如气孔、夹渣）C.降低焊接应力D.提高焊接效率答案：B10.镍基合金焊接时，最易出现的缺陷是（）A.冷裂纹B.热裂纹（结晶裂纹）C.气孔D.未熔合答案：B11.预热温度的确定主要依据是（）A.母材厚度B.母材碳当量C.环境温度D.焊接方法答案：B（注：碳当量是评估焊接性的关键指标）12.超声波检测中，横波主要用于检测（）A.表面缺陷B.内部体积型缺陷（如气孔）C.内部面状缺陷（如裂纹）D.近表面缺陷答案：C13.焊接接头中，韧性最差的区域是（）A.焊缝中心B.熔合线附近（粗晶区）C.不完全重结晶区D.母材答案：B14.铜及铜合金焊接时，为防止热裂纹，应控制焊缝中（）的含量A.氧B.硫、磷C.氢D.铅、铋答案：D（注：铅、铋在晶界偏聚导致低熔点共晶）15.电渣焊后必须进行（）处理，以细化晶粒A.正火B.回火C.淬火D.固溶答案：A16.焊接工艺评定（PQR）的关键因素是（）A.焊工技能B.焊接设备型号C.母材组别、焊接方法、填充材料D.焊接位置答案：C17.低温钢（-40℃级）焊接时，焊缝金属应保证（）A.高抗拉强度B.低屈强比C.良好的低温冲击韧性D.高硬度答案：C18.激光焊与电子束焊相比，最大的优势是（）A.无需真空环境B.能量密度更高C.可焊材料更广D.设备成本更低答案：A19.焊接机器人编程时，路径补偿应考虑（）A.焊丝直径B.工件热变形C.保护气体流量D.焊接电流波动答案：B20.有限空间焊接作业时，氧气浓度应保持在（）A.15%-18%B.19.5%-23.5%C.25%-30%D.不低于35%答案：B二、判断题（每题1分，共10分）1.焊接线能量（热输入）越大，焊缝冷却速度越慢，因此对所有钢种都应尽量增大线能量。（×）（注：低合金高强钢增大线能量会导致粗晶区韧性下降）2.奥氏体不锈钢焊接时，采用小电流、快速焊可减少晶间腐蚀倾向。（√）3.磁粉检测只能检测铁磁性材料的表面及近表面缺陷。（√）4.预热可以降低焊接冷却速度，减少淬硬组织，从而防止冷裂纹。（√）5.氩弧焊焊接铝镁合金时，交流电源比直流反接更易去除氧化膜（√）6.焊接残余应力可以通过锤击焊缝表面完全消除。（×）（注：只能部分释放）7.堆焊时，稀释率越高，堆焊层性能越接近母材。（√）8.二氧化碳气体保护焊使用的焊丝需要镀铜，主要目的是提高导电性。（√）9.钨极氩弧焊（TIG）焊接钛合金时，背面保护可使用氮气。（×）（注：氮气会与钛反应）10.焊接工艺规程（WPS）必须依据焊接工艺评定（PQR）编制。（√）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述低合金高强钢焊接时冷裂纹的产生机理及预防措施。答案：冷裂纹产生机理：焊接冷却过程中，焊缝及热影响区形成淬硬马氏体组织（脆性大），同时熔池凝固时溶解的氢向热影响区扩散聚集（氢致脆化），加上焊接残余应力（拘束应力）的共同作用，导致裂纹产生。预防措施：①焊前预热（降低冷却速度，减少淬硬组织）；②严格控制氢来源（焊材烘干、工件清理）；③采用低氢或超低氢焊接材料；④控制焊接线能量（避免过大或过小）；⑤焊后及时后热（200-350℃，2-4小时，促进氢扩散）；⑥合理设计接头形式，减少拘束应力。2.分析不锈钢焊接时晶间腐蚀的产生原因及防止措施。答案：晶间腐蚀原因：奥氏体不锈钢在450-850℃（敏化温度区间）停留时，碳与晶界的铬结合形成Cr23C6，导致晶界贫铬（铬含量低于12%），失去耐蚀性，在腐蚀介质中晶界优先溶解。防止措施：①选用超低碳（C≤0.03%）或含稳定化元素（Ti、Nb）的不锈钢（如321、347）；②控制焊接线能量（小电流、快速焊，减少高温停留时间）；③焊后固溶处理（1050-1150℃水淬，使碳化物重新溶解）；④采用双相不锈钢（铁素体+奥氏体，降低晶界贫铬倾向）。3.埋弧焊工艺参数对焊缝成形的影响主要有哪些？答案：①焊接电流：电流增大，熔深显著增加，熔宽略有增加，余高增大（电流过大易烧穿）；②电弧电压：电压升高，熔宽明显增加，熔深减小，余高降低（电压过高易产生气孔、咬边）；③焊接速度：速度加快，熔深、熔宽、余高均减小（速度过快易出现未熔合、气孔）；④焊丝直径：直径增大，在相同电流下电流密度降低，熔深减小，熔宽增加；⑤焊丝倾角：前倾焊时熔深减小、熔宽增加，后倾焊时熔深增大、熔宽减小；⑥焊剂粒度与堆高：细颗粒焊剂透气性差，易产生气孔；堆高过大（＞60mm）增加电弧电压波动，堆高过小（＜25mm）易漏弧。4.简述焊接应力与变形的控制方法。答案：控制应力方法：①合理设计接头（减少焊缝数量、避免十字交叉焊缝）；②预热（降低冷却速度）；③采用小线能量焊接（减少热输入）；④层间锤击（释放应力）；⑤焊后热处理（消除应力退火，550-650℃保温后缓冷）。控制变形方法：①反变形法（预置与焊接变形相反的变形量）；②刚性固定法（夹具固定工件）；③合理选择焊接顺序（如对称焊、分段退焊）；④热输入控制（小电流、快速焊）；⑤锤击焊缝（减少收缩变形）。5.简述铝合金焊接的主要难点及解决措施。答案：主要难点：①氧化膜（Al₂O₃熔点2050℃，远高于铝的660℃）阻碍熔合；②易吸气（氢在液态铝中溶解度大，凝固时析出形成气孔）；③热导率高（约为钢的4倍），需大热量输入；④线膨胀系数大（约为钢的2倍），易产生变形和热裂纹；⑤高温强度低（液态铝强度仅为钢的1/10），易塌陷。解决措施：①采用交流TIG或MIG焊（交流电流的阴极雾化作用去除氧化膜）；②严格清理工件（机械打磨+化学清洗）；③使用高纯度氩气（≥99.99%）保护，控制氢源；④预热（薄板可不预热，厚板100-200℃）；⑤选择含Ti、Zr的焊丝（细化晶粒，减少热裂纹）；⑥控制焊接速度（避免过慢导致气孔）；⑦刚性固定或反变形法控制变形。四、综合分析题（每题15分，共30分）1.某公司承接一台高压容器（材质Q345R，厚度δ=50mm）的制造任务，环焊缝采用埋弧焊（焊丝H08MnMoA，焊剂SJ101），焊接后射线检测发现焊缝根部存在未熔合缺陷。请分析可能原因并提出改进措施。答案：可能原因：①坡口设计不合理（如钝边过厚＞4mm，间隙过小＜6mm），电弧无法深入根部；②焊接参数不当（焊接电流过小＜600A，电弧电压过低＜30V，导致熔深不足）；③焊丝对中偏差（焊丝偏离坡口中心，单侧熔合不良）；④层间清理不彻底（前道焊缝根部氧化皮或熔渣未清除，阻碍熔合）；⑤焊接速度过快（＞40cm/min，电弧作用时间短，熔池未能充分覆盖根部）。改进措施：①优化坡口尺寸（钝边3-4mm，间隙8-10mm，坡口角度60°±5°）；②调整焊接参数（电流650-750A，电压32-36V，速度30-35cm/min）；③使用焊缝跟踪装置确保焊丝对中；④严格层间清根（碳弧气刨+砂轮打磨至金属光泽）；⑤增加打底焊道（采用TIG焊打底，确保根部熔合）。2.某新能源汽车电池壳（材质304不锈钢，厚度δ=2mm）采用激光焊接，焊后发现焊缝表面存在大量微裂纹，且耐蚀性测试不合格。请分析原因并提出解决方案。答案：原因分析：①激光焊接热输入集中，冷却速度极快（＞10⁴℃/s），焊缝及热影响区形成粗大柱状晶，晶界贫铬严重（敏化现象）；②304不锈钢含碳量较高（C≤0.08%），焊接时碳易向晶界扩散形成Cr23C6；③保护气体不纯（含O₂、H₂O），导致焊缝氧化或吸氢，增加裂纹敏感性；④焊接速度过快或离焦量不当，熔池凝固应力超过材料强度。解决方案：①选用超低碳304L