在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中,高級焊工扮演著至關(guān)重要的角色。他們以精湛的技藝和專業(yè)的知識,將金屬材料完美地融合在一起,為各類重大工程和精密制造提供了堅實的保障。
高級焊工不僅需要掌握傳統(tǒng)的焊接技術(shù),還需緊跟時代的步伐,了解和應(yīng)用最新的焊接工藝和材料。從復雜的鋼結(jié)構(gòu)到精細的電子元件焊接,他們的工作涵蓋了眾多領(lǐng)域,對產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性起著決定性的作用。
1、試述珠光體鋼與奧氏體鋼的焊接性怎樣?
答:珠光體鋼與奧氏體鋼是兩種組織和成分都不同的鋼種,因此,這兩類鋼焊接在一起,焊縫金屬是兩種不同類型的母材以及填充材料熔合而成,這就為這兩類鋼的焊接性提出了如下問題:
1) 焊縫的稀釋。由于珠光體鋼含金元素較低,它對整個焊縫金屬的合金具有稀釋作用,由于珠光體鋼的這種稀釋作用,使焊縫的奧氏體形成元素含量減少,結(jié)果在焊縫中,可能出現(xiàn)馬氏體組織,從而惡化了焊接接頭質(zhì)量,甚至出現(xiàn)裂紋。
2) 形成過度層。由于珠光體鋼與奧氏體鋼化學成分懸殊,在珠光體側(cè)熔池邊緣上,熔化的母材和填充金屬不能很好的熔合,結(jié)果在珠光體鋼一側(cè)焊縫中,珠光體母材所占的比例較大,而且越靠近熔合線,母材所占比例越大。這就形成了焊縫金屬內(nèi)部成分不同的過渡層。
3) 形成熔合區(qū)擴散層。從珠光體鋼側(cè)通過熔合區(qū)向奧氏體焊縫擴散。結(jié)果在靠近熔合區(qū)的珠光體鋼母材上形成了一層脫碳軟化層,在奧氏體焊縫一側(cè)產(chǎn)生了與脫碳相對應(yīng)的增碳層。
4) 由于珠光體鋼和奧氏體鋼的物理性能相差很大,焊縫中成分差異也很大,因此這類接頭無法用熱處理的方法消除焊接應(yīng)力,只能引起應(yīng)力的重新分配,這一點與同種金屬的焊接有很大的不同。
5) 延遲裂紋。這類異種鋼的焊接熔池在結(jié)晶過程中,既有奧氏體組織,又有鐵素體組織,兩者相互接近,氣體可以進行擴散,使擴散氫得以聚集,而產(chǎn)生延遲裂紋。
2、鑄鐵補焊時防止裂紋的措施有哪些?
答:(1)焊前預熱和焊后緩冷 焊前將焊件整體或局部預熱和焊后緩冷不但能減少焊縫的白口傾向,并能減小焊接應(yīng)力和防止焊件開裂。
(2)采用電弧冷焊,減小焊接應(yīng)力,選用塑性好的焊接材料,如用鎳、銅、鎳銅、高釩鋼等作為填充金屬,使焊縫金屬可通過塑性變形松弛應(yīng)力,防止裂紋,用細直徑焊條,小電流,斷續(xù)焊(間歇焊),分散焊(跳焊)的方法可減小焊縫處和基本金屬的溫度差而減小焊接應(yīng)力,通過錘擊焊縫可以消除應(yīng)力,防止裂紋。
?。?)其他措施,調(diào)整焊縫金屬的化學成分,使其脆性溫度區(qū)間縮?。患尤胂⊥猎?,增強焊縫的脫硫,脫磷冶金反應(yīng),加入實力那個的細化晶粒元素,使焊縫晶粒細化。
在某些情況下,采用加熱法以減弱焊補處所受的應(yīng)力,也可較有效的防止裂紋的產(chǎn)生。
3、什么是應(yīng)力集中?產(chǎn)生應(yīng)力集中的因素有哪些?
答:由于焊縫形狀和焊縫的特點,出現(xiàn)了集合形狀的不連續(xù)性,當受載時,引起了焊接接頭工作應(yīng)力分布的不均勻現(xiàn)象,使局部的峰值應(yīng)力σmax比平均應(yīng)力σm高的多,這就是應(yīng)力集中。在焊接接頭中,產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因很多,其中最主要的原因是:
?。?) 焊縫中產(chǎn)生的工藝缺陷,入氣孔,夾渣、裂紋和未焊透等,其中以焊接裂紋和未焊透引起的應(yīng)力集中最為嚴重。
(2) 不合理的焊縫外形,例如對接焊縫的余高過大,角焊縫的焊趾過高等 不合理的街頭設(shè)計 如街頭界面有突變,采用加蓋板的對接街頭等。焊縫布置不合理也會產(chǎn)生應(yīng)力集中,例如只有店面焊縫的T形接頭。
4、什么是塑性破壞,它有什么危害?
答:塑性破壞包括塑性失穩(wěn)(屈服或發(fā)生顯著塑性變形)和塑性斷裂(刃性斷裂或延性斷裂),其過程是焊接結(jié)構(gòu)在載荷作用下首先發(fā)生彈性變形→屈服→塑性變形(塑性失穩(wěn))→產(chǎn)生微裂口或微空隙→形成宏觀裂紋→發(fā)生失穩(wěn)擴展→斷裂。
塑性破壞與脆性斷裂相比危害是比較小的,具體有以下幾種:
(1) 屈服后產(chǎn)生不可恢復的塑性變形,使尺寸要求高的焊接結(jié)構(gòu)報廢。
?。?) 對于高韌性、低強度材料制成的壓力容器失效不是由材料的斷裂韌性控制,而是由于強度不足導致塑性失穩(wěn)破壞。
塑性破壞的最終結(jié)果是使焊接結(jié)構(gòu) 失效或發(fā)生災難性事故,影響了企業(yè)的生產(chǎn),造成不必要的人員傷亡,嚴重影響了國民經(jīng)濟的發(fā)展。
5、什么是脆性斷裂,它有什么危害?
答:通常脆性斷裂系指沿一定結(jié)晶面的劈裂的解離斷裂(包括準解離斷裂)及晶界(沿晶)斷裂。
解理斷裂是沿晶內(nèi)一定結(jié)晶學平面分離而形成的斷裂,是一種晶內(nèi)斷裂。金屬材料在一定條件下,例如低溫、高應(yīng)變速及高應(yīng)力集中的情況下,當應(yīng)力達到一定數(shù)值時,就會發(fā)生解理斷裂。
關(guān)于解理斷裂的產(chǎn)生已經(jīng)有許多模型,它們大多與位錯理論相聯(lián)系。普遍認為,當材料的塑性變形過程嚴重受阻,材料不能以形變方式而是以分離來順應(yīng)外加應(yīng)力,從而發(fā)生解理裂紋。
金屬中的夾雜物、脆性析出物和其他缺陷對解理裂紋的產(chǎn)生亦有重要影響。
脆斷一般都在應(yīng)力不高于結(jié)構(gòu)的設(shè)計許用應(yīng)力和沒有顯著的塑性變形的情況下發(fā)生,并瞬時擴展到結(jié)構(gòu)整體,具有突然破壞的性質(zhì),不易事先發(fā)現(xiàn)和預防,因此往往造成人身傷亡和財產(chǎn)的巨大損失。
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