(2025年)金属材料焊接考试题及答案

(2025年)金属材料焊接考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.下列焊接方法中，属于压焊的是（）。A.钨极氩弧焊（TIG）B.电阻点焊C.埋弧焊（SAW）D.熔化极气体保护焊（MIG）2.低合金高强钢（如Q460）焊接时，最易产生的焊接缺陷是（）。A.热裂纹B.冷裂纹C.气孔D.夹渣3.奥氏体不锈钢（如304）焊接时，为防止晶间腐蚀，通常采用的措施是（）。A.提高焊接热输入B.降低冷却速度C.选用超低碳焊丝（如308L）D.焊后不进行热处理4.铝及铝合金焊接时，熔池表面易形成难熔氧化膜，其主要成分是（）。A.Al₂O₃B.MgOC.SiO₂D.Fe₃O₄5.焊接热输入Q的计算公式为Q=IU/ν，其中ν的单位是（）。A.mm/sB.cm/minC.m/hD.mm/min6.铸铁补焊时，采用热焊法（预热600~700℃）的主要目的是（）。A.减少白口组织B.提高焊缝强度C.降低焊接应力D.防止气孔7.钛及钛合金焊接时，最关键的保护措施是（）。A.采用大电流快速焊接B.焊前彻底清理油污C.焊接区及热影响区使用惰性气体（Ar）全程保护D.焊后进行正火处理8.下列焊接材料中，属于酸性焊条的是（）。A.E5015（J507）B.E4303（J422）C.E6016（J606）D.E7018（J708）9.埋弧焊焊接厚板时，若焊接速度过慢，可能导致的缺陷是（）。A.未熔合B.咬边C.焊缝成形不良（如余高过大）D.气孔10.焊接接头中，热影响区的粗晶区（过热区）组织特点是（）。A.晶粒细小，塑性韧性好B.晶粒粗大，易产生脆化C.发生不完全重结晶，晶粒大小不均D.组织与母材相同11.铜及铜合金焊接时，最易出现的问题是（）。A.冷裂纹B.热裂纹C.未焊透D.夹钨12.为减少焊接应力，下列工艺措施中错误的是（）。A.采用对称焊接B.焊前预热，焊后缓冷C.增大焊接热输入D.采用小线能量多道焊13.下列焊接缺陷中，属于面状缺陷的是（）。A.气孔B.夹渣C.裂纹D.未焊透14.焊接残余变形的基本形式不包括（）。A.收缩变形B.角变形C.波浪变形D.扭曲变形15.焊接过程中，熔池金属凝固时，若冷却速度过快，可能导致（）。A.焊缝金属成分偏析B.晶粒细化C.气孔减少D.热裂纹倾向降低二、填空题（每空1分，共20分）1.焊接方法按焊接过程特点可分为熔焊、压焊和______三大类。2.衡量钢材焊接性的主要指标是______，其计算公式为CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。3.低碳钢（如Q235）焊接时，热影响区可分为熔合区、______、正火区和不完全重结晶区。4.二氧化碳气体保护焊（CO₂焊）常用的焊丝牌号是______（举例一种）。5.焊接热输入的单位通常为______（填写单位符号）。6.铝及铝合金焊接时，为去除表面氧化膜，常用的清理方法有机械清理和______。7.奥氏体不锈钢焊接后，若需进行固溶处理，加热温度一般为______℃。8.铸铁补焊时，冷焊法通常采用______焊条（如镍基焊条）。9.埋弧焊的主要优点是焊接生产率高、焊缝质量好、______。10.焊接接头的基本形式有对接接头、角接接头、T形接头和______。11.焊接过程中，熔池金属的凝固属于______结晶（填写“一次”或“二次”）。12.防止热裂纹的主要措施是控制焊缝金属的______（如S、P含量）和调整凝固模式。13.钛及钛合金焊接时，若保护不良，易吸收______、氢、氮等气体，导致脆化。14.电阻焊的基本类型包括点焊、缝焊和______。15.焊接残余应力按分布方向可分为纵向应力、横向应力和______。16.低合金高强钢焊接时，预热温度的确定主要依据钢材的碳当量、______和结构刚性。17.铜及铜合金焊接时，为提高焊缝的抗裂性，通常采用______焊丝（如硅青铜焊丝）。18.焊接缺陷中，______是最危险的缺陷，因其具有尖锐的缺口效应。19.焊后热处理（如消应力退火）的温度一般为______℃，保温后随炉冷却。20.数字化焊接电源的核心技术是______控制，可实现焊接参数的精确调节。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述焊条电弧焊（SMAW）与埋弧焊（SAW）的主要优缺点。2.分析Q345（16Mn）低合金高强钢焊接时，热影响区的组织变化及其对性能的影响。3.说明铝及铝合金焊接时易产生气孔的原因及预防措施。4.列举三种常用的焊接缺陷检测方法，并简述其适用范围。5.简述焊接残余应力的危害及消除方法。四、分析题（每题10分，共20分）1.某压力容器环焊缝（材料为15CrMoR，厚度20mm）在射线检测中发现多条纵向裂纹，裂纹位于焊缝与热影响区交界处。试分析可能的裂纹类型（冷裂纹或热裂纹）、产生原因及预防措施。2.某公司采用CO₂气体保护焊焊接Q345B钢板（厚度12mm），焊后发现焊缝表面出现大量气孔，且气孔主要分布在焊缝根部。试分析气孔产生的可能原因（至少4条）及对应的解决措施。五、计算题（每题10分，共20分）1.采用埋弧焊焊接Q345钢板（厚度16mm），焊接参数为：焊接电流I=600A，电弧电压U=32V，焊接速度ν=30cm/min。计算焊接热输入Q（单位：kJ/cm），并判断该热输入是否适合Q345钢（Q345钢推荐热输入范围为15~35kJ/cm）。2.已知某低合金高强钢的化学成分（质量分数）为：C=0.18%，Mn=1.4%，Cr=0.3%，Mo=0.2%，Ni=0.1%，Cu=0.05%，V=0.03%。计算其碳当量CE，并根据碳当量判断该钢的焊接性（CE≤0.4%时焊接性良好，0.4%<CE≤0.6%时需采取预热等措施，CE>0.6%时焊接性差）。答案一、单项选择题1.B2.B3.C4.A5.A6.A7.C8.B9.C10.B11.B12.C13.C14.D15.A二、填空题1.钎焊2.碳当量（CE）3.过热区（粗晶区）4.H08Mn2SiA5.kJ/cm6.化学清理（碱洗+酸洗）7.1050~11508.镍基9.劳动条件好（无弧光、烟尘少）10.搭接接头11.一次12.杂质含量13.氧14.对焊15.厚度方向应力16.板厚17.含脱氧元素（如Si、Mn）18.裂纹19.550~65020.逆变三、简答题1.焊条电弧焊优点：设备简单、灵活方便，适用于各种位置和不规则焊缝；缺点：生产率低、焊缝质量受焊工技术影响大、烟尘较多。埋弧焊优点：生产率高（熔深大、可连续焊接）、焊缝质量稳定（熔渣保护好、成分均匀）、劳动条件好；缺点：只能平焊或平角焊、设备复杂、不适用于薄板和短焊缝。2.Q345钢（碳当量约0.3%~0.4%）焊接时，热影响区组织变化：①熔合区：晶粒粗大，成分不均，塑性韧性差；②过热区（粗晶区）：晶粒严重粗化，形成魏氏组织，脆化明显；③正火区：发生重结晶，晶粒细小，塑性韧性好；④不完全重结晶区：部分晶粒重结晶（细小），部分未重结晶（粗大），性能不均匀。总体影响：过热区和熔合区是焊接接头的薄弱环节，易产生裂纹，需控制热输入以减小其宽度。3.气孔原因：①铝的氧化膜（Al₂O₃）吸附水分，焊接时分解出H₂；②液态铝溶氢能力强（300℃时溶氢量是固态的20倍），凝固时氢析出形成气孔；③保护不良（如气体纯度低、风大）导致空气侵入。预防措施：①焊前彻底清理氧化膜（机械+化学清理）；②采用高纯度Ar（≥99.99%）保护，增大气体流量；③控制焊接速度（不宜过快），延长熔池凝固时间；④选用含Ti、Zr等脱氧元素的焊丝（如SAlMg5）。4.①射线检测（RT）：适用于检测内部体积型缺陷（气孔、夹渣），对平面缺陷（裂纹）敏感性较低；②超声波检测（UT）：适用于检测内部平面型缺陷（裂纹、未熔合），对体积型缺陷分辨率较高；③磁粉检测（MT）：适用于铁磁性材料表面及近表面缺陷（裂纹、发纹）；④渗透检测（PT）：适用于非多孔性材料表面开口缺陷（裂纹、气孔）。5.危害：①降低结构承载能力（应力集中）；②导致变形（如角变形、波浪变形）；③引发裂纹（尤其是冷裂纹）；④加速应力腐蚀开裂。消除方法：①焊前预热（降低冷却速度，减少温差应力）；②焊后热处理（消应力退火，加热至550~650℃保温）；③机械方法（锤击焊缝、喷丸）；④采用合理的焊接顺序（如对称焊、分段退焊）。四、分析题1.裂纹类型：冷裂纹（15CrMoR为珠光体耐热钢，含Cr、Mo，淬硬倾向大，易产生冷裂纹）。产生原因：①材料淬硬倾向大（碳当量较高），热影响区易形成马氏体组织；②焊缝含氢量高（焊条未烘干、环境潮湿）；③焊接应力大（厚板刚性大，冷却速度快）；④未采取预热或后热措施。预防措施：①焊前预热（200~300℃），降低冷却速度；②严格烘干焊条（350~400℃，保温2h），控制氢含量；③采用低氢型焊条（如R307）；④焊后立即后热（300~350℃，保温2h），促进氢扩散；⑤合理设计坡口（减少应力集中）。2.气孔原因：①CO₂气体纯度不足（含水分或空气），导致熔池吸氢；②焊接速度过快，熔池凝固快，气体来不及逸出；③焊丝伸出长度过长（>20mm），保护气层被破坏；④焊件表面有油污、铁锈（含水分和碳氢化合物），分解产生气体；⑤电弧电压过高（电弧过长），空气侵入熔池。解决措施：①使用高纯度CO₂（≥99.5%），并安装干燥器；②降低焊接速度（控制在40~60cm/min）；③调整焊丝伸出长度（10~15mm）；④焊前清理焊件表面（打磨至金属光泽）；⑤减小电弧电压（20~24V，与电流匹配）。五、计算题1.焊接热输入Q=IU/ν=（600A×32V）/(30cm/min×10mm/cm÷60s/min)=（19200VA）/(5mm/s)=19200J/s÷5mm/s=3840J/mm=38.4kJ/cm。该热输入38.4kJ/cm超过Q34