电焊工高级（常用金属材料的焊接）模拟试卷2
简述题
1.焊补灰铸铁时，如何防止产生热应力裂纹?
由于铸铁强度低、塑性差，所以在焊接应力作用下就会产生热应力裂纹。为了防止这种裂纹，主要是减小或消除焊接应力。具体措施是：(1)焊前将铸铁件预热至600—700℃，焊接中，工作温度不低于400℃，这样就可以减小整个工件上温度分布不均匀所引起的焊接应力。焊后再立即加热到700℃左右，进行消除应力的热处理。这种防止热应力裂纹方法多用于气焊和采用铸铁芯或钢芯石墨化铸铁的焊条电弧焊。(2)加热减应区法。选择铸件上的适当部位，进行低温或高温加热，然后再焊接需要补焊的部位。被加热的部位称为“减应区”。利用加热减应区法，可使焊补区能够自由地热胀冷缩，以减少焊接应力，防止裂纹。上述两种办法适用于塑性差、不能通过锤击焊缝以松弛焊接应力的铸铁补焊。如果焊缝具有一定的塑性，可采用电弧冷焊工艺防止裂纹：①使焊缝成为塑性较好的金属组织，如铜钢、镍铜等；②通过锤击焊缝以消除应力，防止裂纹；③采用小电流断续焊、分散焊、在尽量窄的坡口中进行多层焊等办法减少热应力集中；④焊底层时，最好采用小直径焊条、小电流焊接。
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2.举例说明铸铁焊条的种类及其各自特点?
在铸铁的焊接中，通常只有灰铸铁和球墨铸铁可以焊接，常用的铸铁焊接材料见表7—28。
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3.举例说明如何选择铸铁的焊补方法?
铸铁焊补方法的选择，应考虑下列两方面的因素：(1)要考虑焊件的大小、厚薄、复杂程度、缺陷类型、待焊部位的刚度、铸件材质等。(2)要考虑焊补部位的质量要求，如切削性能、硬度、强度、颜色、密封性等。气焊焊缝的材质、性能、颜色和基本金属相近，设备简单、取材容易，适用于焊补中小型薄壁件，如结构较复杂的气缸，小型排灌机械等。对厚大铸铁件多采用电弧焊，如机床的加工部位的焊补常采用铸铁芯焊条的不预热电弧焊(只有在可能产生裂纹的情况下，才适当预热)，以保证焊缝能够进行切削加工并使硬度、颜色与焊件相近。对机床导轨面上的小缺陷及其划痕，采用镍基焊条可以获得较理想的效果。对于焊补后只要求密封性而无其他要求的焊缝一般用铜铁焊条冷焊法进行修复，如柴油机缸体水套壁的焊补。对要求有较高强度的焊缝，可以采用高钒焊条或氧化型低碳钢芯铸铁焊条冷焊，如焊补锻压设备的立柱裂纹。
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4.什么是冷焊法?
电弧冷焊就是采用非铸型组织的焊条，焊前对铸铁被焊部位不预热进行焊接的方法。其基本特点是获得的焊缝都不是铸铁成分，所以产生白口问题不严重，使焊缝成为塑性好的组织。目前异质焊缝铸铁冷焊的焊条种类有高钒铸铁焊条、镍基铸铁焊条、铜铁铸铁焊条等。铸铁冷焊法的电流选择见表7—29。其中镍基焊条(Z308)焊后可进行机械加工，其他焊条焊后的加工性较差。电弧冷焊与电弧热焊相比，焊前母材金属不预热，减少了工艺过程，节省焊接时间，具有一定的推广价值，焊接生产中应用较多，焊件形状和大小不受限制，易于大批量生产。
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5.什么是半热焊法?
半热焊法即焊件预热400℃左右，一般采用钢芯石墨化型铸铁焊条，如Z208等，进行焊接的方法。焊接时用较大的电流和弧长，连续、慢速焊，焊后保温缓冷，不能锤击焊缝。如果焊后要进行加工，可进行200℃保温12h的退火处理。焊后的焊缝加工性能不稳定，但强度与母材相近。
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6.什么是不预热焊法?
不预热焊法是采用大直径铸铁芯焊条(Z248、Z258等)，配以大电流进行焊接施工，严格执行不预热焊的操作方法，即焊接时采用连续焊，焊后需保温缓冷。在补焊加工面的缺陷时，可在焊缝表面加焊退火焊道并使焊缝缓冷。如果缺陷较浅，只焊一层时，可将先焊的上部铲掉些再焊一层，以改善焊缝的组织和加工性能。焊后可以进行再加工，硬度、强度、颜色与母材金属相近，但焊补的缺陷四周刚度大时的焊缝容易开裂。
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7.什么是热焊法?
电弧热焊就是焊前将铸铁母材被焊部位预热到600—700℃(暗红色)，然后进行焊接，焊后再进行缓冷的焊接方法。施焊前去除铸铁和钢表面的氧化皮、油脂、水分。焊条可选用Z208、Z408或结构钢焊条J422、J507。焊接时要始终保持焊件温度在焊接过程中不低于400℃，连续焊接，更换焊条时动作要快，焊缝要缓冷。焊后进行650℃左右的消除应力退火处理，并在炉中缓慢冷却。
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8.灰铸铁采用电弧冷焊法时，如何选择焊条和坡口形式?
电弧冷焊一般采用非铸铁组织的焊条，所得到的焊缝组织(不包括熔合区及近缝区)塑性好，硬度不太高，通过锤击焊缝可以降低焊接应力，避免裂纹。按焊后加工性能，可将冷焊用焊接材料分为两类：一类是用于焊后不需机加工的焊件，操作得当能保证焊补区的密封性，如铜铁铸铁焊条．Z607、高钒铸铁焊条z116、zll7，氧化型钢芯铸铁焊条Z100等。另一类用于焊后需要对焊缝区机加工的焊件，如纯镍铸铁焊条Z308、镍铜合金铸铁焊条Z508、镍铁合金铸铁焊条Z408等。铸铁冷焊裂透缺陷和未裂透缺陷的坡口形式(见图7—2和图7—3)。开坡口前应先在裂纹两端钻孔，以免裂纹扩展，坡口表面在机械加工时，要尽可能平整，以减少基本金属的熔入量。坡口及其附近可用气焊火焰分段加热烧尽油污，以达到除油的目的。火焰加热后铸件受热面的温度不宜超过400℃。
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9.深坡口铸件在焊接时应注意哪些事项?
对深坡口铸件的焊接，由于焊缝层数多，体积大，焊接应力也很大，容易引起焊缝与基本金属的削离。在这种情况下，可以采用下述措施：第一，采用多层焊及适当的焊接顺序(从坡口两内壁向中心焊接)。第二，当焊件断口晶粒粗大、材质较差、焊件受力较大及要求焊缝具有较高的强度时，可采用栽丝法。栽丝法如图7—4所示。即先在基本金属上钻孔攻丝，拧人钢质螺钉，先绕螺钉焊接，再焊螺钉之间。由于钢质螺钉承担了部分焊接应力，就可以避免焊缝削离，并提高焊接接头的承载能力。
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10.试述灰铸铁电弧冷焊法的工艺要点及操作要领?
电弧冷焊的工艺及操作要领是“短段、间断、分散焊，电流较小、熔深浅，锤击焊缝除应力，退火焊道前道软”。为了减小应力防止裂纹，冷焊时必须防止焊补区局部过热，也就是使焊缝区保持较低温度，减小与整体温度差别，因而采用“短段、间断、分散焊”。即每一道焊缝要短，每段焊道长度一般不超过50mm。不应连续施焊，而是分散在多处起焊。电弧冷焊操作方法如图7—5所示。每一道焊缝施焊后冷却到可以手摸(约60℃)时，再焊下一道焊缝。每道焊缝焊完要立即用带圆头的小锤迅速锤击焊缝金属，直至焊缝上出现密布的麻点并冷到60％左右为止。冷焊时电流必须严格控制，在保证焊缝与基本金属熔合良好的情况下，尽可能采用小电流，以免产生裂纹。特别是多层焊的底层和第二层焊缝更要注意使用小直径焊条，小电流施焊，可以减少基本金属在焊缝中所占的比例。焊接电流按焊条直径的28—34倍范围内选择。多层多道焊时，要针对实际情况，采取合理的焊接方向和顺序，以减少应力，特别是应先焊靠近坡口两侧的焊道，再焊该层的中间焊道。多层多道电弧冷焊的焊接顺序如图7—6所示。在最后一道焊缝上加焊退火焊道，退火焊道不能与基本金属衔接。退火焊道的作用是使前一道焊缝底部受到回火作用变得软一些，以改善加工性能。
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11.为什么大型铸件的中心部位一般采用焊条电弧热焊法?
对于大型铸件中心部位的缺陷，虽然电弧冷焊工艺配合合理的操作及电弧，能减少或避免白口，但由于其
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