焊接技术考试试题及答案

焊接技术考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在TIG焊中，若钨极尖端呈球状，最可能的原因是A.电流过小  B.氩气流量过大  C.极性接反  D.钨极直径过粗答案：C解析：直流TIG焊时，钨极接正（反接）会使电子从工件轰击钨极，产生大量热量导致钨极熔化形成球状。正接时钨极接负，热量集中在工件，钨极温度低，可保持尖端。2.采用E5015焊条焊接16MnDR低温钢时，预热温度应控制在A.不预热  B.80℃  C.120℃  D.200℃答案：B解析：16MnDR为-40℃级低温钢，板厚≤32mm时，E5015低氢焊条焊前预热80℃即可避免氢致裂纹；温度过高会损害低温韧性。3.激光深熔焊出现“小孔塌陷”缺陷，首要调整参数是A.降低焊接速度  B.提高离焦量  C.减小激光功率  D.增大侧吹气体角度答案：A解析：小孔塌陷多因焊接速度过快，熔池来不及回填孔道；适当降速可使小孔稳定，塌陷消失。4.机器人MAG焊出现“咬边”时，优先修改的示教点是A.摆幅宽度  B.干伸长  C.电弧电压  D.焊丝干伸长度答案：C解析：咬边常因电压过高、弧长过大导致熔池后摊；降低电压可缩短弧长，增加母材熔深边缘填充，消除咬边。5.在AWSA5.1标准中，E7018焊条熔敷金属最低抗拉强度为A.70ksi  B.72ksi  C.75ksi  D.78ksi答案：A解析：AWS采用“E”后两位数字×10³psi表示强度，70即70ksi（约480MPa）。6.等离子弧切割不锈钢时，若切口呈“喇叭形”，应优先A.减小割炬高度  B.增大离子气流量  C.降低切割电流  D.更换铪丝答案：B解析：离子气不足导致电弧挺度下降，切口下缘熔渣堆积形成喇叭口；增大气流可提高弧柱刚度，切口垂直度改善。7.摩擦焊焊接异种钢时，为减少金属间化合物，最佳策略是A.提高转速  B.增加顶锻压力  C.降低摩擦时间  D.采用中间层答案：D解析：中间层（如纯镍）可阻碍碳迁移与合金扩散，显著降低脆性相生成。8.铝/铜搅拌摩擦焊最易产生的缺陷是A.隧道孔  B.未焊透  C.界面脆性层  D.气孔答案：C解析：Al-Cu易形成Al₂Cu、Al₄Cu₉等硬脆相；工艺窗口窄，需高转速低焊速抑制脆层。9.在ISO15614-1中，对接试板射线检测合格等级为A.ISO5817B  B.ISO5817C  C.ISO5817D  D.ISO10675-1答案：B解析：ISO15614-1规定工艺评定的射线检测按ISO5817的C级验收，严于产品常用D级。10.采用双丝埋弧焊，前丝DC正接、后丝AC，其主要目的是A.降低熔深  B.减少磁偏吹  C.增加焊速  D.改善脱渣答案：B解析：DC正接深熔，AC电弧飘移小，双丝组合可抵消磁场干扰，避免偏吹，同时保持高熔敷效率。二、判断题（每题1分，共10分）11.激光-MIG复合焊中，激光在前可显著减少气孔。  √解析：激光先导可提前清理母材表面氧化膜，降低氢来源；同时稳定小孔，利于气泡逸出。12.钎焊时，钎料熔点必须高于母材熔点。  ×解析：钎焊定义即钎料熔点低于母材，润湿铺展而不熔化母材。13.采用脉冲MIG焊焊接薄板铝时，脉冲频率越高，热输入越大。  ×解析：频率升高但占空比下降，单脉冲能量降低，热输入反而减小，利于控制变形。14.电渣焊焊缝晶粒粗大，不适合要求韧性的压力容器。  √解析：电渣焊热循环峰值温度高，冷却慢，晶粒显著粗化，需后续正火细化。15.扩散焊真空度低于10⁻²Pa时，钛合金接头易出孔洞。  √解析：残余氧与钛反应生成TiO₂并放出气体，真空度不足则气体残留成孔。16.在窄间隙MAG焊中，焊丝直径1.2mm时，侧壁熔合不良主因是电弧电压过低。  √解析：电压低则弧长短，电弧无法充分摆动至侧壁，形成未熔合。17.采用E308L焊条焊接304L不锈钢，可免除焊后固溶处理。  √解析：超低碳焊条将碳降至0.04%以下，焊后不易析出Cr₂₃C₆，耐晶间腐蚀性能足够。18.搅拌摩擦焊工具轴肩直径越大，焊速可显著提高。  ×解析：轴肩增大导致摩擦热升高，但热输入过高反而出现飞边与减薄，需匹配最优直径。19.等离子弧焊的“熔透型”模式适用于3mm以上厚板开坡口对接。  ×解析：熔透型（小孔型）适用于1.5-8mm一次焊透；厚板坡口需多层熔敷型。20.采用RMD（RegulatedMetalDeposition）根焊可取消背面氩气保护。  √解析：RMD为短路过渡精细控制，根面成形好，背面氧化色轻微，可免背保。三、填空题（每空2分，共20分）21.在GMAW中，当焊丝干伸长由15mm增至25mm，电弧电压实际值将________（升高/降低），熔深将________（增大/减小）。答案：升高；减小解析：干伸长增加，焊丝电阻热增大，熔化速度加快，恒压电源自动提升电压维持电流，弧长增加，熔深下降。22.激光焊铝合金时，常采用________（元素）作为填充焊丝，以抑制________裂纹。答案：Sc（钪）或Ti+Zr；结晶解析：Sc、Ti、Zr可细化晶粒，提高液膜愈合能力，降低热裂倾向。23.埋弧焊焊剂HJ431属于________（熔炼型/烧结型），其碱度B约为________。答案：熔炼型；0.8解析：HJ431为MnO-SiO₂-CaF₂熔炼焊剂，碱度B≈0.8，属酸性，工艺性好，韧性一般。24.摩擦焊顶锻压力一般取材料室温抗拉强度的________倍，碳钢典型值为________MPa。答案：0.5-0.8；300-400解析：足够顶锻可挤出氧化皮与高温塑变金属，保证结合。25.铝MIG焊送丝软管应选用________（材质）内衬，以减小________（现象）。答案：聚四氟乙烯（PTFE）或尼龙；刮丝解析：铝丝软易刮削，普通钢内衬产生碎屑堵塞，PTFE光滑耐磨。26.电渣焊焊剂HJ360为________（高/中/低）氟型，其作用是降低________（物）熔点，提高电导。答案：高；CaF₂-SiO₂渣解析：高氟渣熔点低、黏度小，利于熔池流动与电阻热生成。27.扩散焊表面粗糙度Ra应≤________μm，过高会________界面接触率。答案：0.8；降低解析：粗糙峰减少真实接触，需更大变形量才能闭合孔洞。28.脉冲TIG焊峰值电流与基值电流之比称为________，常用范围________。答案：脉冲比；3:1-5:1解析：高脉冲比保证熔深，低基值维持电弧稳。29.激光钎焊Cu/Al时，钎料应选________（合金），钎温控制在________℃以下，避免________相。答案：Zn-22Al-0.05La；500；Al₄Cu₉解析：La微合金化改善润湿，低温抑制脆相。30.窄间隙MAG焊侧壁不熔合临界条件是熔宽________坡口宽度，熔池停留时间≥________s。答案：≥0.8；0.12解析：经验公式：t=0.12s时侧壁温度达熔点，熔宽需覆盖80%以上。四、简答题（每题8分，共40分）31.阐述9%Ni钢焊接时为何选用Ni基焊材，并给出预热与层温控制要点。答案：9%Ni钢为-196℃级低温钢，母材含Ni高，热膨胀系数大，焊后残余应力高；若采用同成分铁基焊材，焊缝金属因Ni含量不足，低温韧性差，且易生成马氏体+奥氏体混合组织，导致低温脆断。Ni基焊材（如ERNiCrMo-3、ENiCrMo-6）可获得全奥氏体焊缝，韧性好，热膨胀系数与母材接近，降低热裂倾向。预热温度≤100℃，层温≤150℃，防止过热晶粒粗化；采用小线能量≤15kJ/cm，多层多道，焊后无需热处理，避免回火脆性。32.说明激光-MAG复合焊中“等离子体屏蔽”形成机理及抑制措施。答案：高功率激光作用下，金属蒸气电离形成高温等离子体，其电子密度ne>10²³m⁻³时，对激光产生折射与吸收，能量耦合效率骤降，称为等离子体屏蔽。抑制措施：1）侧吹氦气，流速20-30L/min，低温冷却等离子体；2）采用脉冲激光，峰值功率高但平均功率低，减少持续蒸发；3）降低焦点位置，使等离子体上浮离开光路；4）MAG电弧前置，电弧风压吹散等离子体；5）复合角度30°-45°，避免等离子体堆积。33.对比分析FSW与FSSW（搅拌摩擦点焊）在铝/钢异种连接中的工艺差异。答案：FSW为连续焊缝，需考虑界面脆性层连续分布；FSSW为点连接，脆性层局域化，承载以剪切为主。FSW采用转速800-1200rpm、焊速50-100mm/min，轴肩直径20mm，插入深度0.2mm进入钢侧，需Ni中间层；FSSW采用转速2000-3000rpm、下压时间2-3s，轴肩直径10mm，插入深度0.5mm，无需中间层，但需镀锌钢表面辅助润滑。FSW界面温度约500℃，FSSW峰值温度达600℃，需水冷夹具防止铝侧过烧。接头强度：FSW可达180MPa（含Ni），FSSW点剪切力6kN/点，疲劳寿命10⁵次@2kN。34.给出Q345qD桥梁钢埋弧焊H≤20mm时，防止层状撕裂的焊接顺序与工艺要点。答案：层状撕裂源于厚度方向Z向应力与夹杂，Q345qD要求Z35级。工艺：1）坡口设计非对称X型，正面60°、反面40°，先焊浅侧，减少角变形；2）采用低氢焊丝H10Mn2+SJ101q，扩散氢≤4mL/100g；3）预热100℃，层温150℃，控制t8/5在10-15s，获得细晶铁素体+针状铁素体；4）每焊两道立即锤击，释放应力；5）反面清根前UT检测，确认无裂纹再施焊；6）整体焊后24h进行TOFD抽检，层状撕裂评级按GB/T11345的Ⅱ级合格。35.阐述钛合金电子束焊“钉尖缺陷”形成原因及消除办法。答案：钛合金电子束焊深熔小孔底部，由于蒸汽反冲压力不足，熔池金属向下塌陷，冷却时形成类似钉子的尖细缩孔，称钉尖缺陷。原因：1）焊接速度过快，小孔尾部闭合提前；2）束流下延不足，深宽比>10时匙孔失稳；3）钛导热慢，凝固收缩大。消除：1）降低焊速20%，使小孔尾部充分回填；2）采用扫描电子束，频率1kHz、幅值0.5mm，搅拌熔池；3）焊后重熔一次，束流降低30%，不添丝，消除钉尖；4）背面垫铜槽，提高冷却速度，减少收缩。五、计算题（每题10分，共20分）36.16mm厚Q355B钢板对接，采用双面MAG焊，坡口角度60°，钝边6mm，间隙1mm。已知：焊丝直径1.2mm，干伸长15mm，电流280A，电压30V，焊速40cm/min，焊丝熔敷系数η=0.92，密度ρ=7.85g/cm³。求单面焊道数及每道熔敷金属截面积。解：坡口截面积A=（16-6）×（16-6）×tan30°+1×10=10×10×0.577+10=67.7mm²单根焊丝熔敷速度Vw=η×I×0.012×3600/1000=0.92×280×0.012×3.6=11.1kg/h=185g/min熔敷截面积S=Vw/(ρ×v)=185/(7.85×40/10)=5.9mm²/秒→每毫米长度熔敷5.9mm²单道熔敷高度h=5.9/坡口平均宽度≈5.9/12≈0.49mm需焊道数n=67.7/5.9≈11.5→取12道每道实际熔敷截面积=67.7/12=5.64mm²答案：12道，每道5.64mm²。37.钛合金激光焊，功率P=4kW，焊速v=1m/min，吸收率α=0.32，热效率η=0.85，求焊缝深宽比（已知经验公式：熔深h=0.78×(αηP/v)^0.67，熔宽w=0.24×(αηP/v)^0.33）。解：线能量E=αηP/v=0.32×0.85×4000/(1000/60)=65.3J/mmh=0.78×(65.3)^0.67=0.78×15.9=12.4mmw=0.24×(65.3)^0.33=0.24×4.0=0.96mm深宽比=h/w=12.4/0.96=12.9答案：12.9。六、综合应用题（每题15分，共30分）38.某LNG储罐内罐为9%Ni钢，板厚30mm，设计温度-170℃，要求焊缝-196℃冲击≥70J。现有工艺：坡口X型，60°，采用ERNiCrMo-3φ1.2mm，TIG根道+埋弧填充，预热80℃，层温≤150ℎ，线能量18kJ/cm。焊后RT发现密集气孔，冲击值仅45J。请分析缺陷原因，提出三套改进方案并对比优劣。答案：原因：ERNiCrMo-3含Nb，与母材中的Si、C反应生成NbC、NbN，促进气核；埋弧焊剂SJ603含SiO₂高，冶金反应增加气体；线能量大，冷却慢，气孔长大；Ni基焊缝对氢敏感，TIG根道清理不足。方案A：根道改用ERNiCrMo-4（无Nb），埋弧焊丝改用ERNiCrMo-3但降低Nb至0.1%，焊剂换SJ692（低SiO₂，碱度2.2），线能量降至12kJ/cm，增加道间清理。优点：气孔减少，冲击70J；缺点：焊丝需定制，成本+30%。方案B：根道改用激光-MIG复合焊，单面焊双面成形，取消埋弧，全部采用脉冲MIG，Ar+30%He保护，线能量10kJ/cm。优点：气孔率<0.5%，冲击90J；缺点：设备投资高，需专用工装。方案C：保留