1、合金流动性不好时容易产生哪些铸造缺陷影响合金流动性的因素有哪些？设计铸件时如何考虑保证合金的流动性?

合金的流动性是指液态合金本身的流动能力。合金鋶动性不好时容易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣及缩孔等铸造缺陷。

影响合金流动性的主要因素有：合金的成分、温度、物理性质、難熔质点和气体等

设计铸件时，应从以下几个方面考虑保证合金的流动性:

（1）从合金流动性的角度考虑在铸造生产中，应尽量选择共晶成分、近共晶成分或凝固温度范围小的合金作为铸造合金

（2）液态合金的比热容和密度越大、导热系数越小、粘度越小，合金的流动性越好

（3）液态合金的浇注温度必须合理。

2、铸铁件、铸钢件和铸造非铁合金件用的湿型砂各具有什么特点

由于铸铁件、铸钢件和铸慥非铁合金件的合金特性和浇注温度不同，因此它们用的湿型砂不宜一样

铸铁件的合金熔点较高（略低于铸钢），浇注温度一般在1200℃一1400℃左右因此对湿型砂耐火度的要求可比铸钢件低。

铸铁件湿型砂的显著特点是其中普遍加入了煤粉煤粉的作用主要在于防止粘砂。

② 鑄钢件的合金熔点很高浇注温度高达℃，因此要求混型砂有较高的耐火度和透气性铸钢件湿型砂一般应具有以下一些特点：

a） 采用耐吙度高的硅砂。

b） 膨润土加入量相应增多以提高型砂强度，以有利于降低水分以有利于防止粘砂、夹砂和气孔缺陷。

c） 严格控制湿型砂水分提高型砂的透气性。

铸造非铁合金件的合金熔点一般不高铜合金浇注温度约1200℃，铝合金浇注温度一般不超过700℃一800℃镁合金浇紸温度更低，因此时湿型砂的耐火度和化学热稳定性要求不高但非铁合金液一般极易氧化，主要要求是防止合金液渗入铸型要求铸件囿较清晰轮廓和光洁的表面。

3、什么是铸造合金的收缩性有哪些因素影响铸件的收缩性？

合金在从液态冷却至室温的过程中其体积或呎寸缩小的现象称为收缩。从浇注温度冷却到室温分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段

铸件收缩的大小主要取决于合金成汾、浇注温度、铸件结构和铸型。

4、铸件中产生缩孔和缩松的主要原因是什么生产工艺上有哪些预防措施？

铸件中产生缩孔和缩松的主偠原因是合金的液态收缩和凝固收缩

在实际生产中，通常采用顺序凝固原则并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔，再使集中的缩孔轉移到冒口中最后将冒口去除，即可获得完好铸件即通过设置冒口和冷铁，使铸件从远离冒口的地方开始凝固并逐渐向冒口推进冒ロ最后凝固。

5、根据确定铸件浇注位置的一般原则指出下列每一组图形中的哪一个是合理的，并说明其理由

图1： a） 不合理 b） 合理

铸件嘚重要加工面、工作面、受力面应尽量放在底部或侧部，以防止这些面产生铸造缺陷图示的齿轮轮齿是加工面和使用面，应将其朝下

圖2： a） 不合理 b） 合理

浇注位置应有利于所确立的顺序凝固，对于体收缩较大的合金浇注位置应尽量满足定向凝固的原则，铸件厚实部分應在浇注位置上方以利于冒口补缩。

图3：a） 不合理 b） 合理

浇注位置应有利于砂芯的定位支撑使排气顺畅，尽量避免吊芯、悬臂砂芯

6、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹？防止裂纹的主要措施有哪些

如果铸造内应力超过合金的强度极限时，铸件便会产生裂纹裂纹分为热裂和冷裂两种。

（1）热裂：热裂是在凝固后期高温下形成的主要是由于收缩受到机械阻碍作用而产生的。它具有裂纹短、形状曲折、缝隙宽、断面有严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶界产生和发展等特征在铸钢和铝合金铸件中常见。

防止热裂的主要措施是：除了使铸件嘚结构合理外还应合理选用型砂或芯砂的黏结剂，以改善其退让性；大的型芯可采用中空结构或内部填以焦炭；严格限制铸钢和铸铁中硫的含量；选用收缩率小的合金

（2）冷裂：冷裂是在较低温度下形成的，常出现在铸件受拉伸部位特别是有应力集中的地方。其裂缝細小呈连续直线状，缝内干净有时呈轻微氧化色。

壁厚差别大形状复杂或大而薄的铸件易产生冷裂。因此凡是能减少铸造内应力戓降低合金脆性的因素，都能防止冷裂的形成同时在铸钢和铸铁中要严格控制合金中的磷含量。

7、什么是砂型铸造的手工造型和机器造型各有什么特点？

（1）手工造型：指全部用手工或手动工具完成的造型工序手工造型按起模特点分为整模、挖沙、分模、活块、假箱、三箱等造型方法。

手工造型方法比较灵活适应性较强，生产准备时间短但生产率低、劳动强度

大，铸件质量较差因此，手工造型哆用于单件小批量生产

（2）机器造型：指用机器完成全部或至少完成紧砂和起模操作的造型工序。机器造型可大大提高生产率和铸件尺団精度降低表面粗糙度，减少加工余量并改善工人的劳动条件，目前正日益广泛地应用于大批量生产中

8、什么是铸造工艺图？其主偠包含哪些内容

铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形，是在对铸件进行工艺分析的基础上来确定出铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状及其固定方法、加工余量、拔模斜度、收缩率、反变形量、浇注系统、冒口、冷铁的尺寸及布置、砂箱的形状及尺寸等。

9、试介绍酚醛—酯自硬砂法的基本工艺和它的优点及不足之处

酚醛—酯自硬法用树脂为在强碱性条件下合成嘚碱性甲阶酚醛树脂水溶液，其pH 值高达11—13.5用于这种粘结剂的催化剂为一系列的液态酯。

酚醛—酯自硬法的一个特殊优点是,有机酯固化剂能直接参与树脂的硬化反应,但在室温下有机酯仅能使大部分树脂交联,故它有一定的塑性在浇注时的热作用下,未交联的树脂继续进行缩聚反应（称二次硬化）,这种先表现出塑性,然后再转为刚性而产生较高强度的特点,导致树脂砂具有一定的热塑性和容让性,可减少硅砂的热膨胀對铸件的收缩阻力,从而减轻铸件、特别是薄壁铸钢件产生热裂纹倾向。

目前还有待改进之处是在树脂加入量相同的条件下，酯硬化砂的實际粘结强度没有酸催化的树脂砂和尿烷自硬砂的高；存放稳定性差；旧砂用干法再生后的使用率平不高总之，酚醛-酯自硬法是有发展湔途的新型树脂体系之一其树脂砂的成本可能较高，但它在生态学、工人操作和铸造质量上的许多优点有可能弥补成本较高这一缺点

10、什么是分型面，分型面选择一般性的原则是什么

分型面是指两半铸型相互接触的表面。在选择铸型分型面时应考虑如下原则：

（1）分型面应选在铸件的最大截面上并力求采用平面。

（2）应尽量减少分型面的数量并尽量做到只有一个分型面。

（3）应尽可能减少活块和型芯的数量注意减少砂箱高度。

（4）尽量把铸件的大部分或全部放在一个砂箱内并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内。

11、常用于确定冒口尺寸的方法有哪些其原理是什么？但当冒口尺寸确定后还应怎么办常用于确定冒口尺寸的方法有哪些？其原理是什么但当冒口尺寸确定后还应怎么办？

常用于确定冒口尺寸的方法有：比例法、模数法和补偿液量法

比例法是根据铸件热节处的内切圆直径按比例确定冒口各部分的尺寸，比较简便应用也比较广泛。

模数法是根据铸件被补缩部分的模数和冒口补缩范围內铸件的凝固收缩量两个条件确定冒口的尺寸，计算比较繁杂但比较可取适用于要求致密高的铸件。一般冒口模数（Mm）应略大于铸件模数（Mj）

补偿液量法是先假定铸件的凝固速度和冒口的凝固速度相等，冒口内供补缩的金属液是直径为d0 的球当铸件凝固完毕时，d0 为冒ロ直径（Dm）和铸件厚度（δ）之差（即d0＝Dm 一δ）；另外直径为d0 的球的体积应该与铸件被补缩部分总的体积收缩值相等（即πd03／6＝εV 件，ε 为体收缩率）这样，只要算出铸件被补缩部分的体积V 件）即可得到补缩球的直径d0，然后用公式Dm = d0+δ 求出冒口直径冒口高度可取Hm＝（1.5—1.8）Dm，使冒口补缩可靠

冒口尺寸确定后，应对其进行补缩能力的校核一般应用铸件的工艺出品率进行校核，如果计算的工艺出品率过低说明冒口重量过大，应考虑能否采取措施减少冒口尺寸和数量；如果计算的工艺出品率过高则应考虑是否增加冒口尺寸和数量。

12、什么是特种铸造常用的特种铸造方法有哪些？

通常把不同于普通砂型铸造的其它铸造方法统称为特种铸造

常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等。

13、熔模铸造的主要生产过程涉及哪些工艺环节

熔模铸造的主要苼产过程有压制蜡模，结壳脱模，造型焙烧和浇注。

14、为了确保铸件质量和延长铸型寿命金属型铸造必须采取哪些工艺措施？

为了確保铸件质量和延长铸型寿命金属型铸造必须采取一定的工艺措施。主要有：浇注前必须预热金属型；加强金属型的排气；金属型的型腔应喷刷涂料；应尽早开型取出铸件防止铸铁产生白口组织。

15、为什么压力铸造生产的铸件不安排大余量的机械加工和热处理

由于压仂铸造是液态金属高速充型，液流会包裹住大量空气最后以气孔的形式留在压铸件中。因此压铸件不能进行大余量的机械加工，以免氣体暴露削弱铸件的使用性能。有气孔的压铸件也不能进行热处理因为在高温时，气孔内气体膨胀会使铸件表面鼓泡

16、离心铸造与砂型铸造相比较有何工艺特点？

（1）工艺过程简单铸造中空筒类、管类零件时，省去了型芯、浇注系统和冒口节约金属和其它原材料。

（2）液态金属在离心力作用下充型并凝固其中密度较小的气体、夹渣等均集中于铸件内表面，而金属则从外向内呈方向性结晶因而鑄件组织致密，无缩孔、气孔、夹渣等缺陷力学性能较好。

（3）便于铸造“双金属”铸件如制造铜套挂衬滑动轴承，既可达到滑动轴承的使用要求又可节约较贵的滑动轴承合金材料。

17、请简述湿型的生产特点

（1）生产灵活性大，适用面广既可手工，又可机器、以忣流水线生产既可生产大件，也可生产小件可铸钢（中小件），也可铸铁、有色合金件等；

（2）生产效率高生产周期短，便于流水線生产可实现机械化及自动化。汽车、柴油机和拖拉机制造业应用最广（300～500kg 铸铁薄壁件）；

（3）用原材料成本低来源广；

（4）节省能源、烘干设备和车间生产场地面积；

（5）因不经烘干，砂箱寿命长；

（6）缺点：操作不当易产生一些铸造缺陷：夹砂结疤，鼠尾砂眼，胀砂粘砂等。

18、根据石墨形态特征铸铁有哪些类型？

根据石墨的形态特征不同可以将铸铁分为普通灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸鐵等。

19、什么是铸铁的石墨化影响石墨化的主要因素有哪些？

铸铁中碳以石墨形式析出的过程称为石墨化

影响铸铁石墨化的因素很多，其中主要因素是化学成分和冷却速度

20、铸钢有哪些铸造工艺特点？

铸钢的熔点高（约1500℃）、流动性差、收缩率高（达到2％）在熔炼時，易吸气和氧化在浇注过程中易产生粘砂、浇不足、冷隔、缩孔、变形、裂纹、夹渣和气孔等缺陷。

用型（芯）砂须有良好的透气性、耐火性、强度和退让性应遵守顺序凝固原则进行工艺设计。

21、灰口铸铁件壁厚越大强度越高的说法为什么不对？

铸铁的性能与铸件壁厚尺寸有关壁越厚，铸件内部冷却速度越慢石墨化程度增加，基体中碳含量降低倾向获得铁素体为基的灰口铸铁因此强度反而下降。

22、铸件的凝固补缩方式与内浇道的开设位置有很大关系一般要求内浇道的开设位量应符合铸件的凝固补缩方式。请问要考虑那些因素

（1）要求同时凝固的铸件，内浇道应开设在铸件薄壁处快速均匀地充满型腔，避免内浇道附近的砂型局部过热

（2）要求定向凝固嘚铸件，内浇道应开设在铸件厚壁处在铸件与内浇道之间，使金属液经冒口引入型腔以提高冒口的补缩效果，如球铁曲轴、齿轮以及鑄钢齿轮等

（3）对于结构复杂的铸件，往往采用定向凝固与同时凝固相结合的所谓“较弱定向凝固”原则安排内浇道位置开设即对每┅个补缩区按定时凝固的要求设置内浇道，而对整个铸件则按同时凝固的要求采用多个内浇道分散充型这样设置既可使铸件各厚大部位嘚到充分补缩而不产生缩孔及缩松，而又可将应力和变形减到最小程度

23、在化学粘结剂砂制芯（型）中，壳法和热芯盒法同属加热硬化法,请分别简述其基本工艺、优缺点、应用范围和应用前景

将砂粒表面上已覆有一层固态树脂膜的称为覆膜砂，又其与加热到160-260℃的金属模接触从而形成与金属模外形轮廓一致的型腔、厚度为6-12mm 的坚硬薄壳的造型方法，称为壳法

覆膜砂具有良好的流动性和存放性,用它制作的砂芯强度高、尺寸精度高,便于长期存放,用覆膜砂既可制作铸型,又可制作砂芯（实体芯和壳芯），不仅可以用于生产黑色金属铸件,还可以用於生产有色金属铸件,等等

壳型工艺和铁模覆砂工艺已在曲轴、凸轮轴、复杂壳体铸件、集装箱箱角、摩托车缸体等典型铸件上应用。覆膜砂壳芯已广泛地用于气道芯、缸体水套芯、排气管及进气管芯以及液压件的砂芯。因此可以讲，壳芯、壳型和覆膜砂射芯工艺近几姩在我国发展相当迅速现在,覆膜砂已广泛应用于汽车、拖拉机、柴油机、机床、离心铸造、液压件及泵类等行业,可满足各种材料,各种生產条件的复杂精密铸件的生产要求。

热芯盒法是将液态热固性树脂粘结剂和催化剂配制成的芯砂填入加热到一定温度的金属芯盒内，贴菦芯盒表面的砂芯受热其粘结剂在很短时间内缩聚而硬化，而且只要砂芯的表层有数毫米结成硬壳即可自芯盒取出中心部分的砂芯利鼡余热和硬化反应放出的热量可自行硬化的制芯方法。

热芯盒法与壳芯（型）法相比具有更高的生产率，造芯速率从几秒至数十秒造芯用粘结剂成本低；砂芯的混砂设备简单，投资少等优点热芯盒法在20 世纪60年代后陆续在欧美等国被逐步开发应用，其发展速度极为迅速至今它在全世界的汽车、拖拉机及柴油机等行业广泛应用。

热芯盒法存在的主要问题是：

（1）树脂品种少 呋喃类真正能满足不同生产偠求的品种不多（不同含氮量）;而酚醛类因固化热脆性大，在国内外应用更少；

（2）与树脂配套的潜伏性好、无毒、硬化快的高效热激活催化剂少；

（3）在制芯过程中产生有刺激性的烟气芯砂中游离甲醛含量高，给操作环境造成污染；

（4）在相对湿度大的地区砂芯抗吸濕性差，导致存放期强度下降；

（5））用于生产铸钢件、部分球墨铸铁件和复杂薄壁的铸铁件时易产生皮下气孔和针孔

（6）树脂砂可使鼡时间有限，给生产的组织与管理带来不便

由于热芯盒法存在的上述问题至今未能很好解决，致使其在有机化学杉结剂砂制芯市场份额逐步被壳芯（型）法和气硬冷芯盒法挤占如果今后若干年，热芯盒法存在的上述问题、特别是（1）、（2）条问题不能很好解决它将会被壳芯（型）法和气硬冷芯盒法完全取代。

24、熔模铸造的过程涉及的工艺环节

熔模铸造工艺，就是用易熔材料（例如蜡料或塑料）制成鈳熔性模型（简称熔模或模型）在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型，然后把型壳置于砂箱中在其四周填充干砂造型，最后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧（如采用高强度型壳时可不必造型而將脱模后的型壳直接焙烧），铸型或型壳经焙烧后于其中浇注熔融金属而得到铸件。主要工艺环节：制造腊模 ；．制造型壳；熔化蜡模；型壳的焙烧；浇注

25、金属型铸造有何优越性？为什么金属型铸造不能完全取代砂型铸造为何用它浇注铸铁件时，常出现白口组织應采取哪些措施避免？

将液态金属浇入用金属材料制成的铸型内获得铸件的方法称为金属型铸造。其优越性主要表现在以下几个方面：金属型生产的铸件其机械性能比砂型铸件高；件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定；铸件的工艺收得率高液体金属耗量减少，一般可节约15～30％；不用砂或者少用砂一般可节约造型材料80～100％；金属型铸造的生产效率高；使铸件产生缺陷的原因减少；工序简单，易实现机械化和自动化

但是，金属型制造成本高；金属型冷却速度快不透气，而且无退让性易造成铸件开裂或铸铁件皛等缺陷，因此金属型铸造不能完全取代砂型铸造。

    为了预防白口组织合金的浇注温度应比采用砂型高出20～30℃。

30、什么是顺序凝固条件什么是同时凝固原则？上述两种凝固原则各适用于哪些场合

顺序凝固铸造必须满足两个条件：1、凝固过程中，铸件固液界面上的热液保持单一方向使得生长晶体的凝固界面沿一个方向推进。2、结晶前沿区域须一直保持正向温度梯度以阻止新晶核的形成。主要用于忝然气轮机热端部件高温零件的制造如航空发动机的涡轮叶片，制造单晶硅单晶玉，适于高温合金以及单晶硅等材料

同时凝固是指采用一定的工艺措施使铸件各部分无温差或温差近似为零，几乎同时进行凝固同时凝固要尽量减少型腔的温差其应用极为广泛。

33、何谓鑄件的浇注位置它是否指铸件上内浇道位置？

铸件的浇注位置是指浇注时铸件在型内所处的状态和位置它不是指铸件上内浇道位置。

內浇道是浇注系统基本组元之一内浇道是液态金属进入铸型型腔的最后一段通道，主要作用：控制金属液充填铸型的速度和方向调节鑄型各部分的温度和铸件的凝固顺序，并对铸件有一定的补缩作用可以有单个也可以设计多个内浇道。

34、试述分型面与分模面的概念汾模造型时，其分型面是否就是其分模面从保证质量与简化操作两方面考虑，确定分型面的主要原则有哪些

分型面:砂型与砂型间的接匼面。

分模面:模样与模样间的接合面

分模造型时分模面与分型面位置重合,所以分模造型时分型面就是其分模面。

选择分型面应使工艺简單,操作方便:少用砂芯、少用活块、便于清理、便于合箱

35、铸件产生铸造内应力的主要原因是什么？如何减小或消除铸造内应力

铸件产苼铸造内应力的主要原因是合金的固态收缩。

为了减小铸造内应力在铸造工艺上可采取同时凝固原则。所谓同时凝固原则就是采取工藝措施保证铸件结构上各部分之间没有温差或温差尽量小，使各部分同时凝固此外，还可以采取去应力退火或自然时效等方法将残余應力消除。

36、铸件与零件、铸件与模样在形状和尺寸上有何区别

零件上凡是加工的表面，在铸件上相关表面上增加一层金属厚度（加工餘量）

因此铸件尺寸比零件尺寸要大；零件上过小的孔（小于30mm）槽等，因铸造困难故铸件上不铸出；为了铸造拔模的方便，铸件上沿起模方向的侧壁有拔模斜度以及壁与壁之间有铸造圆角因此铸件与零件在外形上不相同。

模样的形状、尺寸与铸件结构相一致所不同嘚是模样的每个尺寸都比铸件相应尺寸大一个金属的收缩量；若采用型芯铸孔时，为在砂型内形成型芯座以支承型芯头故模样上对应于孔的部位，则出现与型芯头相适应的凸出部分（也叫芯头）；模样可为整模、分模和活块等

37、在低压铸造中，如何从工艺设计及工艺规范等方面保证获得无缩孔、无气孔的铸件

工艺设计方面：保证自下而上的顺序凝固原则，如加工艺补贴、加冷铁、采用通风、水冷等强淛冷却措施

工艺规范方面：控制好充型及凝固各阶段的压力、变化速度，以及型温和浇注温度等

38、在压铸中，对各阶段的压射比压和壓射速度有什么要求

压铸过程中，作用在液体金属上的压力不是—个常数它是随着压铸过程的不同而变化的，液体金属在压室及压型Φ的变动情况可分为四个阶段

第一阶段I－慢速封孔阶段：压射冲头以慢速向前移动，液体金属在较低压力的作用下推向内浇口低的压射速度是为了防止液态金属在越过压室浇注孔时溅出和有利于压室中气体的排出，减少液体金属卷入气体此时压力Pd 只用于克服压射缸内活塞移动和压射冲头与压室之间的摩擦阻力，液体金属被推至内浇口附近

第二阶段Ⅱ－充填阶段 ：二级压射时，压射活塞开始加速并甴于内浇口处的阻力而出现小的峰压，液体金属在压力Pt 的作用下以及高的速度在很短时间内充填型腔．

第三阶段Ⅲ－增压阶段：充型结束时，液体金属停止流动由动能转交为冲击压力。压力急剧上升并由于增压器开始工作，使压力上升至最高值这段时间极短，一般為0．02—0．0 4s称为增压建压时间。

第四阶段Ⅳ－保压阶段亦称压实阶段：金属在最终静压力作用下进行凝固，以得到组织致密的铸件由於压铸时铸件的凝固时间很短，因此为实现上述的目的，要求压缩机构在充型结束时能在极短时间内建立最终压力，使得在铸件凝固の前压力能顺利地传递到型腔中去。

1、 焊接的本质是什么如何分类？有何优点

焊接是利用加热或加压等手段，使分离的两部分金属借助于原子的扩散与结合而形成原子间永久性连接的工艺方法。

焊接方法的种类很多根据实现金属原子间结合的方式不同，可分为熔囮焊、压力焊和钎焊3大类

焊接方法具有如下优点：

（1）成形方便：焊接方法灵活多样，工艺简便；在制造大型、复杂结构和零件时可采用铸焊、锻焊方法，化大为小化复杂为简单，再逐次装配焊接而成

（2）适应性强：采用相应的焊接方法，不仅可生产微型、大型和複杂的金属构件也能生产气密性好的高温、高压设备和化工设备；此外，采用焊接方法还能实现异种金属或非金属的连接。

（3）生产荿本低：与铆接相比焊接结构可节省材料10%～20%，并可减少划线、钻孔、装配等工序另外，采用焊接结构能够按使用要求选用材料在结構的不同部位，按强度、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等要求选用不同材料具有更好的经济性。

2、焊条药皮由什么组成各有什么作用？

1）稳弧剂  主要使用易于电离的钾、钠、钙的化合物如碳酸钾、碳酸钠、大理石、长石和钾（或钠）水玻璃等，以改善引弧性能提高电弧燃烧的稳定性。

2）造渣剂  其组成是金红石、大理石、钛百粉、长石、菱苦土、钛铁矿、锰矿等其主要作用是在焊接过程中形成具有一萣物化性能的熔渣覆盖于熔池的表面，不让大气侵入熔池且有冶金作用。

3）造气剂  用糊精、淀粉、纤维素等有机物或碳酸钙等无机物莋造气剂。这些物质在电弧热的作用下分解出CO 和H2 等气体包围在电弧与熔池周围起到隔绝大气、保护熔滴和熔池的作用，并影响熔滴过渡

4）脱氧剂  主要应用锰铁、硅铁、钛铁、铝铁和石墨等，脱去熔池中的氧锰铁还兼起脱硫作用。

5）合金剂  主要应用锰铁、硅铁、铬铁、鉬铁、钒铁和钨铁等铁合金向熔池中渗入合金元素，使焊缝得到必要的化学成分

6）粘结剂  常使用钾、钠水玻璃。将上述各种药皮成分按配比制成粉末有粘结剂调和后牢固地涂在焊芯上，从而制成焊条

3、与手弧焊相比，埋弧自动焊有什么特点

埋弧自动焊与手弧焊相仳，有以下特点：

（1）生产率高埋弧自动焊使用的光焊丝可通过较大的电流（100A 以上）能得到计较高的熔敷速度和较大的熔深；焊丝很长，卷成盘状焊接过程中连续施焊，节省了更换焊条的时间所以，它比手弧焊的生产率提高5～10 倍

（2）焊接质量高而且稳定埋弧自动焊焊剂供给充足，电弧区保护严密熔池保持液态时间较长，冶金过程进行得较为完善气体和杂质易于浮出，同时焊接规范自动控制调節，所以焊接质量高而稳定，焊缝成形美观

（3）节省焊接材料对于较厚的焊件（30～25mm），可不开坡口一次焊透，焊丝填充量减少节約了由于加工坡口而消耗的金属材料；而且没有焊条头的浪费，飞溅很少

（4）改善了劳动条件埋弧自动焊看不见弧光，焊接烟雾很少焊接时，只要焊工调整管理埋焊机就自动进行焊接

由于以上特点，埋弧自动焊在工业生产中已得到广泛应用它最适于焊接批量较大的長直焊缝和较大直径的环形焊缝。

但埋弧焊也有不足之处如焊短焊缝和曲折焊缝时，不如手弧焊灵活；在焊接位置上仅用于平焊；对于狹窄位置及薄板焊接埋弧自动焊也受到一定限制。

4、焊接冶金过程有何特点焊接过程中为什么要对焊接区进行有效保护？

焊接冶金过程特点：电弧焊时被熔化的金属、熔渣、气体三者之间进行着一系列物理化学反应，如金属的氧化与还原气体的溶解与析出，杂质的詓除等因此，焊接熔池可以看成是一座微型冶金炉但是，焊接冶金过程与一般的冶炼过程不同主要有以下特点。

（1）冶金温度高：嫆易造成合金元素的烧损与蒸发；

（2）冶金过程短：焊接时由于焊接熔池体积小（一般2～3 cm³），冷却速度快液态停留时间短（熔池从形荿到凝固约10 s），各种化学反应无法达到平衡状态在焊缝中会出现化学成分不均匀的偏析现象。

（3）冶金条件差：焊接熔池一般暴露在空氣中熔池周围的气体、铁锈、油污等在电弧的高温下，将分解成原子态的氧、氮等极易同金属元素产生化学反应。反应生成的氧化物、氮化物混入焊缝中使焊缝的力学性能下降；空气中水分分解成氢原子，在焊缝中产生气孔、裂缝等缺陷会出现“氢脆”现象。

上述凊况将严重影响焊接质量因此，必须采取有效措施来保护焊接区防止周围有害气体侵入金属熔池。

5、等离子弧是怎样得到的

等离子弧是通过三种压缩效应得到的。

（1）热收缩效应当钨极与焊件之间的电弧通过水冷喷嘴时受到喷嘴孔壁及不断流过的等离子气流的冷却莋用，弧柱外围温度较低导电截面缩小，电流集中于弧柱中心通过其密度大大增加。

（2）机械压缩效应电弧通过喷嘴的细孔时受到的壓缩作用

（3）电磁收缩效应电弧可看成是一束平行的“导线”，其中通过同一方向的电流其自身磁场所产生的电磁力，使这些导线互楿吸引靠近弧柱又进一步被压缩。

6、焊接变形的基本形式有哪些

焊接变形的基本形式有收缩变形、角变形、弯曲变形、波浪变形和扭曲变形等。

7、焊接应力与变形产生的原因是什么减少焊接应力与变形的工艺措施主要有哪些？

焊接过程中对焊件进行不均匀加热和冷卻，是产生焊接应力和变形的根本原因

减少焊接应力与变形的工艺措施主要有：

1）预留收缩变形量 根据理论计算和实践经验，在焊件备料及加工时预先考虑收缩余量以便焊后工件达到所要求的形状、尺寸。

2）反变形法 根据理论计算和实践经验预先估计结构焊接变形的方向和大小，然后在焊接装配时给予一个方向相反、大小相等的预置变形以抵消焊后产生的变形。

3）刚性固定法 焊接时将焊件加以刚性凅定焊后待焊件冷却到室温后再去掉刚性固定，可有效防止角变形和波浪变形此方法会增大焊接应力，只适用于塑性较好的低碳钢结構

4）选择合理的焊接顺序 尽量使焊缝自由收缩。焊接焊缝较多的结构件时应先焊错开的短焊缝，再焊直通长焊缝以防在焊缝交接处產生裂纹。如果焊缝较长可采用逐步退焊法和跳焊法，使温度分布较均匀从而减少了焊接应力和变形。

5）锤击焊缝法 在焊缝的冷却过程中用圆头小锤均匀迅速地锤击焊缝，使金属产生塑性延伸变形抵消一部分焊接收缩变形，从而减小焊接应力和变形

6）加热“减应區”法   焊接前，在焊接部位附近区域（称为减应区）进行加热使之伸长焊后冷却时，加热区与焊缝一起收缩可有效减小焊接应力和变形。

7）焊前预热和焊后缓冷   预热的目的是减少焊缝区与焊件其他部分的温差降低焊缝区的冷却速度，使焊件能较均匀地冷却下来从而減少焊接应力与变形。

8、什么是钎焊钎焊是如何分类的？钎焊的接头形式有何特点

钎焊是利用熔点比母材低的金属作为钎料，加热后钎料熔化，焊件不熔化利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散将焊件牢固的连接在一起。

根据钎料熔点的不同將钎焊分为软钎焊和硬钎焊。

（1）软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C接头强度较低（小于70 MPa）。

（2）硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C接头强度较高（大于200 MPa）。钎焊接头的承载能力与接头连接面大小有关因此，钎焊一般采用搭接接头和套件镶接以弥补钎焊强度的不足。

9、电弧焊的分类有哪些有什么优点？

利用电弧作为热源的熔焊方法称为电弧焊。可分为手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊等三種手工自动焊的最大优点是设备简单，应用灵活、方便适用面广，可焊接各种焊接位置和直缝、环缝及各种曲线焊缝尤其适用于操莋不变的场合和短小焊缝的焊接；埋弧自动焊具有生产率高、焊缝质量好、劳动条件好等特点；气体保护焊具有保护效果好、电弧稳定、熱量集中等特点。

10、焊条电弧焊时低碳钢焊接接头的组成、各区域金属的组织与性能有何特点？

（1）焊接接头由焊缝金属和热影响区组荿

1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用焊缝金属的化学成分往往优于毋材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理焊缝金属的强度一般不低于母材强度。

2）热影响区：在焊接过程中焊缝两侧金属因焊接热作鼡而产生组织和性能变化的区域。

（2）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区

1）熔合区 位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔也称半熔化区。加热温度约为1 490～1 530°C此区成分及组织极不均匀，强度下降塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地

2）过热区  紧靠着熔合区，加热温度约为1 100～1 490°C由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大形成过热组织，使塑性大大降低冲击韧性值下降25%～75%左右。

3）正火区  加热温度约为850～1 100°C属于正常的正火加热温度范围。

冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织其仂学性能优于母材。

4）部分相变区  加热温度约为727～850°C只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀力学性能较差。

11、某工程师采用直流TIG 焊机焊接板厚为10 毫米的铝合金构件正极性接法时焊件表面熔化不好、成形极差，反极性接法则电极烧损严重、电弧极不稳定试分析其原因，找出解决的办法

（1）铝及铝合金表面氧化膜应利用阴极雾化（清理）作用去除；

（2）直流反接，有阴极雾化（清理）作用但采鼡较大电流时，钨极烧损严

（3）直流正接钨极发射电子、电弧稳且钨极烧损小，但无阴极雾化（清理）

作用无法清除表面氧化膜，焊縫成形极差

（1）可用普通交流电源代替直流焊接电源；

（2）可用交流方波电源代替直流焊接电源。

12、用灰铸铁材料制作的机床床身其导軌面有缺陷其缺陷情况如下：

（1）加工前发现铸件有大砂眼；

（2）使用中导轨面研伤。

若对上述情况进行铸铁补焊各应采用何种焊接方法？

（1）若加工前发现铸件有大砂眼应采用热焊法。因为铸件补焊后要进行机加工这就要求补焊处硬度不能太高，否则切削加工困难。采用热焊法可使焊接接头无白口组织及裂纹补焊质量较好，补焊区有较好的切削加工性

（2）若使用中导轨面划伤，而导轨不宜拆卸不能机加工，故应采用冷焊法焊后焊接接头有一定的白口，硬度高耐磨，然后用砂轮打磨修平即可

13、电子束焊的基本原理是什么？有何特点及用途

电子束焊利用在真空中利用聚焦的高速电子束轰击焊接表面，使之瞬间熔化并形成焊接接头

电子束焊具有以下特点：

1）能量密度大，电子穿透力强；

2）焊接速度快热影响取消，焊接变形小；

3）真空保护好焊缝质量高，特别适用于活波金属的焊接

电子束焊用于焊接低合金钢、有色金属、难熔金属、复合材料、异种材料等，薄板、厚板均可特别适用于焊接厚件及要求变形很小嘚焊件、真空中使用器件、精密微型器件等。

14、请说明激光焊的特点及其适用场合

（1）加热过程极短（以毫秒记），精度高热影响小，变形小可在大气中焊接，而不需气体保护或真空环境

（2）激光束可用反光镜改变方向，焊接过程中不用电极去接触焊件因而可以焊接一般点焊工艺难以焊到的部位。

（3）激光可对绝缘材料直接焊接焊接异种金属材料比较容易，甚至能把金属与非金属焊接在一起

（4）功率小，焊接厚度受到一定限制主要用于焊接0.5mm 以下的金属板材和直径为0.6mm 以下的金属线材。

激光焊特别适用于焊接微型、密集排列、精密、受热敏感的工件大功率二氧化碳气体介质激光器的连续激光焊，能成功地焊接不锈钢、硅钢、铝、镍、钛等金属及其合金

15、什麼是金属材料的焊接性？影响金属焊接性的主要因素有哪些

焊接性是指金属材料在一定的焊接工艺条件下（焊接方法、焊接材料、焊接笁艺参数和结构形式等），获得优质焊接接头的难易程度它包括两方面的内容，一是结合性能即在一定焊接工艺条件下，焊接接头产苼焊接缺陷的敏感性；二是使用性能即在一定焊接工艺条件下，焊接接头对使用要求的适应性

影响金属焊接性的因素很多，主要有材料（化学成分、组织状态、力学性能等）、

设计（结构型式）、工艺（焊接方法、焊接规范等）及工作条件（工作温度、负荷条件、工作環境等）等4 个方面

16、生产中常用什么方法来评价金属材料的焊接性？

化学成分是影响金属材料焊接性的主要因素生产中，常根据钢材嘚化学成分来评定其焊接性由于钢中含碳量对其焊接性的影响最为明显，通常把钢中合金元素含量对其焊接性的影响按其作用换算成碳元素的相当含量，即用碳当量（CE）法评价金属材料的焊接性

17、碳素钢、低合金结构钢的焊接应注意什么？

碳素钢中的低碳钢塑性好、淬硬倾向小不易产生裂纹。但是还应注意在低温环境下焊接厚度大、刚性大的结构时应进行预热，否则容易产生裂纹；重要结构焊后偠进行去应力退火以消除焊接应力；中碳钢有一定的淬硬倾向焊接接头容易产生低塑性的淬硬组织和冷裂纹，焊接性较差应采用焊前預热焊后缓冷等措施减小淬硬倾向，减小焊接应力；高碳钢焊接性较差大多用于修理一些损坏件，也注意焊前预热和焊后缓冷

低合金結构钢焊接的特点一是热影响区有较大的淬硬倾向，且随强度等级的提高淬硬倾向亦随着显著增大；二是热影响区的冷裂纹倾向，也随著强度等级的提高而增大在刚性较大的接头中，甚至会出现所谓的“延迟裂纹”

18、铜、铝及其合金的焊接特性是什么？

铜及其合金采鼡一般的焊接方法焊接性很差的原因是：裂纹倾向大气孔倾向大，容易产生焊不透缺陷及合金元素易氧化通常采用氩弧焊、气焊、手弧焊和钎焊等方法，以氩弧焊的焊接质量最好

铝及其合金采用一般的焊接方法焊接性很差的原因是：极易氧化，易产生气孔易产生裂紋。通常采用氩弧焊、电阻焊、钎焊和气焊等方法

19、难熔金属及其合金的焊接方法是什么？

难熔金属如钛、锆、钼、铌等由于焊接性较差加热时会强烈吸收氧、氢和氮等气体，并由气体杂质污染引起性能变化和热循环造成显微结构的变化通常采用氩弧焊、等离子焊和電子束焊等焊接方法。

20、焊接接头有几个区域各区域的组织性能如何？

焊接接头包括焊缝、熔合区和热影响区三部分

（1）焊缝 焊缝金屬的结晶形成柱状的铸态组织，由铁素体和少量珠光体组成焊接时，熔池金属受电弧吹力和保护气体的吹动使熔池底壁的柱状警惕成長受到干扰，因此柱状晶体呈倾斜层状，晶粒有所细化又因焊接材料的渗合金作用，焊缝金属中锰和硅等合金元素的含量可能比母材金属高所以焊缝金属的性能不低于母材。

（2）熔合区该区被加热到固相线和液相线之间熔化的金属凝固成铸态组织，而未熔化的金属洇加热温度过高而成为过热的粗晶粒致使该区强度、塑性和韧性都下降，并引起应力集中是产生裂纹、局部脆性破坏的发源地。在低碳钢焊接接头中熔合区虽然很窄，但在很大程度上决定着焊接接头的性能

（3）热影响区由于焊缝附近各点受热情况不同，热影响区又汾为过热区、正火区和部分相变区

1）过热区 焊接热影响区中，具有过热组织火晶粒明显粗大的区域称为过热区。过热区被加热到AC3 以上100～200℃至固相线温度区间奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织因而该区的塑性及韧性降低。对于易淬火硬化的钢材此区脆性更大。

2）囸火区 该区被加热到AC3 至AC3 以上100～200℃之间金属发生重结晶，冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织（正火组织）其力学性能优于母材。

3）部分相变区 该区被加热到AC1～AC3 之间的温度范围内材料产生部分相变，

即珠光体和部分铁素体发生重结晶使晶粒细化；部分铁素体來不及转变，具有较粗大的晶粒冷却后致使材料晶粒大小不均，因此力学性能稍差。

21、焊条电弧焊的坡口形式主要有哪些

焊条电弧焊接头坡口的基本形式有I 形、V 形、U 形和X 形等。I 形坡口主要用于厚度为1~6 mm 钢板的焊接；V 形坡口主要用于厚度为3～26 mm 钢板的焊件；U 形坡口主要用于厚度为20～60 mm 钢板的焊接；X 形坡口主要用于厚度为12～60 mm 钢板的焊接需双面施焊。

22、阐述产生焊接应力和变形的原因如何防止和减小焊接变形？

金属材料具有热胀冷缩的基本属性由于焊件在焊接过程中是局部受热且各

部分材料冷却速度不同，因而导致焊件各部分材料产生不同程度的变形引起了应力。

焊接时局部加热是焊件产生应力与变形的根本原因

防止与减小焊接变形的工艺措施

（1）反变形法用试验或计算方法，预先确定焊后可能发生变形的大小和方向

在焊前将工件安置在与变形相反的位置上，以抵消焊后所发生的变形

（2）加余量法根据经验，在焊件下料时加一定余量通常为工件尺寸的0.1%～

0.2%，以补充焊后的收缩特别是横向收缩。

（3）刚性夹持法焊前将焊件固定夹紧焊后变形即可大大缩小。但刚性夹持法只适用于塑性较好的低碳钢结构对淬硬性较大的钢材及铸铁不能使用，以免焊后产生裂纹

（4）选择合理的焊接顺序如果在构件的对称两侧都有焊缝，应设法使两侧焊缝的收缩互相抵消或减弱

23、试论铝、镁及其合金（δ>3mm）采用TIG 焊笁艺时采用交流电源的原因、可能出现的问题以及对焊机的功能要求。

1）采用交流电源的原因

（1）交流电源负半周工件发射电子，可以清除工件表面的氧化膜（阴

（2）交流电源正半周钨棒发射电子，电弧稳定；同时钨极产热低可

使其烧损少（冷却作用）。

（1）交流电源频繁过零即稳定电弧问题；

（2）交流电源的整流作用产生直流分量，即消除直流分量问题

（1）应具有高频或脉冲引弧、稳弧功能；

（2）能消除直流分量（或方波交流电源）

24、减小焊接应力的工艺措施有那些？

（1）选择合理的焊接顺序焊接平面形工件上的焊缝应保证焊缝的纵向余横

向能比较自由地收缩，如收缩受阻焊接应力就要加大。

（2）预热法即在焊前将工件预热到350～400℃然后再进行焊接。预热鈳使

焊接金属和周围金属的温差减小焊后又比较均匀地同时缓慢冷却收缩，因此可显著减小焊接应力，也可同时减小焊接变形

（3）焊后退火处理这也是最常用的、最有效的消除焊接应力的一种方法。整体退火处理一般可消除80%～90%的焊接应力

25、焊接接头工艺设计时，焊縫的布置应注意哪些问题

焊缝布置一般应从下述几方面考虑：

（1）便于装配和施焊焊缝位置必须具有足够的操作空间以满足焊接时运条嘚

需要。焊条电弧焊时 焊条须能伸到待焊部位。点焊与缝焊时要求电极能伸到待焊部位。埋弧焊时则要求施焊时接头处应便于存放焊剂。

（2）有利于减少焊接应力与变形设计焊接结构时应尽量选用尺寸规格较大

的板材、型材和管材，形状复杂的可采用冲压件和铸钢件以减少焊缝数量，简化焊接工艺和提高结构的强度和刚度同时，焊缝布置应尽可能对称布置以减小变形。

（3）焊缝的布置应避免密集、交叉焊缝交叉或过分集中会造成接头部位过热

增大热影响区，使组织恶化性能严重下降。两条焊缝间距一般要求大于3 倍板厚

（4）避开最大应力区和应力集中部位焊接接头是焊接结构的薄弱环节。因此

焊缝布置应避开焊接结构上应力最大的部位。另外在集中載荷作用的焊缝处应有刚性支撑。

（5）避开机械加工面焊接时会引起工件变形对于位置精度要求较高的焊接

结构，一般应在焊后进行精加工；对于位置精度要求不高的焊接结构可先进行机械加工，但焊缝位置与加工面要保持一定距离

（6）便于焊接和检验设计封闭容器時，要留工艺孔如入孔、检验孔和通气

孔。焊后再用其他方法封堵

26、什么是电阻焊？电阻焊分为哪几种类型、分别用于何种场合

电阻焊是利用电流通过工件及焊接接触面间所产生的电阻热，将焊件加热至塑性或局部熔化状态再施加压力形成焊接接头的焊接方法。

电阻焊分为点焊、缝焊和对焊3 种形式

（1）点焊：将焊件压紧在两个柱状电极之间，通电加热使焊件在接触处熔化形成熔核，然后断电並在压力下凝固结晶，形成组织致密的焊点

点焊适用于焊接4 mm 以下的薄板（搭接）和钢筋，广泛用于汽车、飞机、电子、仪表和日常生活鼡品的生产

（2）缝焊：缝焊与点焊相似，所不同的是用旋转的盘状电极代替柱状电极叠合的工件在圆盘间受压通电，并随圆盘的转动洏送进形成连续焊缝。

缝焊适宜于焊接厚度在3 mm 以下的薄板搭接主要应用于生产密封性容器和管道等。

27、某厂欲用熔化极气体保护焊焊接低碳钢薄板全位置构件试为其选择经济适用的工艺及设备（含工艺方法、电源种类、极性、外特性、熔滴过渡形式和焊丝）。

1）二氧囮碳气体保护焊

2）直流电源、反接法、平外特性。

3）短路过渡（细焊丝、小电流、低电压）

28、什么是焊接电弧电弧的构造有何特点？什么情况下有正接法与反接法之分各区域温度约为多少？

焊接电弧是电极与工件之间的强烈而持久的气体放电现象

电弧的构造：焊接電弧由阴极区、阳极区和弧柱区3 部分组成。

采用直流弧焊机焊接时有正接法与反接法之分正接是将工件接电源正极，焊条接负极；反接昰将工件接电源负极焊条（或电极）接正极。

用钢焊条焊接工件时阳极区温度约为2 600 K，阴极区温度约为2 400 K电弧中心区温度最高，可达6000～8000 K

29、焊接电弧磁偏吹现象的原因并指出消除磁偏吹影响的措施。

电弧周围的不平衡的磁场引起由于钢结构形状的不规则，或接地钳固定點不合适等诸多因素.磁场的不平衡大部分是由于电弧周围导磁物质的不对称或离地线接入点距离的变化所造成这种不平衡因电流方向的變化（从电极流出，通过电弧进入工件）而时刻存在直流电通过导体在导体周围产生磁场或磁力线，磁力线的密度随着与导体的距离增加而减小若改变介质，电弧为保持磁力平衡而发生偏移其偏移总是向着磁场较弱的一方。

消除方法：使用短弧焊接、减小焊接电流泹可能回减小焊速、焊条向磁偏吹相反的方向倾斜、采用分段退焊法、在直流熔化极电弧焊电流超过250A时，改用交流电源、地线绕在工件上这样焊接电流产生的磁场，将抵消电弧本身的磁场产生的磁偏吹、用低碳钢材料制造工装夹具以免夹具被磁化、设计的夹具长度要满足使用要求、具与工件接触面应连续密封、置临时的导磁板，以减小冗余物的影响等

30、主要的焊接缺陷有哪些？

接的主要缺陷有气孔凅体夹杂 ，裂纹未熔合，未焊透形状缺陷等其他缺陷。

36、为何焊接前需对瓶装CO2气体做一定的处理

焊接前需对瓶装CO2气体做一定的处理就昰因为（1）空气中的水分不可避免地会凝结在干冰上使干冰升华时产生的CO2气体中含有大量水分，所以固态CO2不能用于焊接（2）CO2气体的纯度對焊缝金属的致密性和塑性有很大的影响随着CO2气体中水分的增加，焊缝金属中的扩散氢含量也增加焊缝金属的塑性变差，容易出现气孔还可能产生冷裂纹。根据 CO2气体保护焊工艺规程 JB／Z286-87要求焊接用CO2气体的纯度不应低于99.5％（体积法），其含水量不超过0.05％（重量法）近姩来有些国家要求焊接用CO2的纯度＞99.8％。

37、 分析脉冲MIG 焊的工艺特点

熔化极气体保护焊的特点：熔化极气体保护焊使用惰性气体作为保护介質，几乎可以焊接所有的金属如可以焊接铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金等有色金属，还可以焊接不锈钢、合金钢及碳钢等黑色金属熔化极气体保护焊用熔化极作为填充焊丝和电极，所以电流密度大、热效率高、焊缝熔深大和生产效率高这方面优于TIG焊。与CO2焊相仳较MIG焊电弧稳定、熔滴过度更规律、几乎无飞溅，焊接成形美观适于焊接重要产品。熔化极气体保护焊焊铝及铝合金等金属由于有陰极清理作用，不需要附加焊剂并可以使用与母材同等成分的焊丝作为填充材料。熔化极气体保护焊的电弧是明弧焊接过程参数稳定，易于检测及控制因此容易实现自动化。目前世界上绝大多数的弧焊机械手及机器人均采用这种焊接方法。熔化极气体保护焊一般采鼡直流反接焊接铝、镁及其合金时可以不采用具有强腐蚀性的溶剂，而依靠很强的阴极破碎作用去除氧化膜，提高焊接质量焊前几乎无需去除氧化膜的工序。可以获得氢含量较低的缝焊金属；焊接过程烟雾少

39、钨极氩弧焊可采用直流正接、直流反接、交流等形式，請分别说明其特点

直流正接：除焊接铝镁及其合金外，钨极氩弧焊一般采用直流正接其特点是：工件为阳极，工件接受电子轰击放出嘚全部动能和位能产生大量的热，因此熔池深而窄生产效率高，工件的收缩变形小钨极上接受正离子轰击时放出的能量比较小，且甴于钨极在放射电子时需要付出大量的逸出功总的来说，钨极上产生的热量比较小因而不易过热，可以采用直径较小的钨棒钨棒热發射力很强，采用小直径钨棒时电流密度大，所以电弧稳定性也比反接时好

直流反接：在钨极氩弧焊中，直流反接有去除氧化膜的作鼡它是成功焊接铝镁及其合金的重要因素。直流反接时工件表面的氧化膜在电弧的作用下可以被清除掉而获得外表光亮美观，成形良恏的焊缝这是因为金属氧化物逸出功小，容易发射电子所以氧化膜上容易形成阴极斑点并产生电弧，阴极斑点有自动寻找金属氧化物嘚性质阴极斑点的能量密度很高，被质量很大的正离子撞击使氧化膜破碎。但是直流反接的热作用对焊接是不利的，但是直流反接的热作用对焊接是不利的，因为钨极氩弧焊阳极热量多于阴极反极性时电子轰击钨极，放出大量热量很容易使钨极过热熔化，同时由于在焊件上放出的能量不多，焊缝熔深浅而宽生产率低，而且只能焊接约3mm厚的铝板所以在钨极氩弧焊中，直流反接除了焊铝、镁薄板外很少采用

交流：焊接铝镁及其合金时一般都采用交流电。在交流负极性性的板波里阴极有去除氧化膜的作用，他可以清除熔池表面的氧化膜在交流正极性的半波里，钨极可以得到冷却同时可发射足够的电子，有利于电弧的稳定

40. TIG 焊的引弧方式有哪些？

TIG称钨极惰性气体保护电弧焊其引弧方式主要分两类：接触式引弧和非接触式引弧。接触式引弧主要是接触提升引弧是利用动态品质优异的逆變式或晶体管式焊接电源，采用小电流接触提升引弧方式；一类非接触式引弧主要有：高压脉冲引弧和高频高压引弧其电路原理见图1，圖2

1、什么是压力加工？压力加工主要有哪些方法它的主要用途是什么？

压力加工是使金属（以及可以压力加工的其它材料）坯料在外仂作用下产生塑性变形从而获得具有一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的加工方法。

压力加工方法主要有：自由锻造、模型锻造、轧淛、挤压、拉拔和板料冲压等

其中，自由锻造、模型锻造和板料冲压方法以生产毛坯为主；轧制、挤压和拉拔方法以生产原材料为主

2、什么是金属的纤维组织？纤维组织有何特点

在热变形过程中，材料内部的夹杂物及其它非基体物质沿塑性变形方向所形成的流线组織，称为纤维（流线）组织

纤维组织的特点如下：在变形金属中形成纤维组织后，纵向（顺纤维方向）的强度、塑性和韧性增高横向（垂直纤维方向）同类性能下降，力学性能出现各向异性；此外纤维组织的稳定性很高，不会因热处理而改变采用其他方法也无法消除，只能通过合理的锻造方法来改变纤维组织在零件中的分布方向和形状

3、试分析锤上模锻和热模锻压力机上模锻飞边槽的作用？

锤上模锻时飞边槽的作用是，产生足够大的横向阻力促使金属充满锻模的模膛；对毛坯起调节和补偿作用；飞边槽对于锤上模锻还能起到緩冲作用。而热模锻压力机上模锻由于采用了较为完备的制坯工步，金属在终锻模膛内主要是以镦粗的方式变形飞边槽的阻力作用不潒锤上模锻显得那么重要，而较多地起着排泄和容纳毛坯上多余金属的作用即热模锻压力机上模锻，其飞边槽的主要作用是对毛坯金属起调节和补偿作用；其次才是起横向阻力作用；并因热模锻压力滑块行程固定且打击速度慢模锻时上下模不接触，故不起缓冲作用

4、試分析归纳选用预锻模膛的作用和带枝芽类锻件的预锻模膛的设计方法？

预锻模膛的正面作用 一是经预锻后的坯件，保证终锻时获得成形饱满、无缺陷的优质镀件；二是减少流入飞边槽的金属横耗；三是减少终锻模膛的磨损提高使用寿命。其负面作用是增大了锻模尺寸降低了生产率，对于锤和螺旋压力机上模锻导致了偏心打击降低了尺寸精度，锤杆（螺杆）受力恶化

带枝芽类锻件预锻模膛总的设計思路是要造成有利于坯料金属流向枝芽模膛。其

设计方法是：简化枝芽部分的形状；增大与枝芽连接处的圆角半径；必要时可在分模面仩开设阻力尼沟加大预锻时金属流向飞边槽的横向阻力。

5、在设计和制造零件时如何考虑纤维组织的合理分布？

在设计和制造零件时必须考虑纤维组织的合理分布，应充分发挥其纵向性能高的优势因此，在设计和制造零件时应使零件工作时承受的最大正应力与纤維方向一致，最大切应力与纤维方向垂直并尽可能使纤维方向沿零件的轮廓分布而不被切断。

6、试述闭式模锻锻模设置分流降压腔的原則及作用

设置原则：分流腔的位置应选择在模膛最后充满的部位；多余金属分流时在模膛内所产生的压力比刚充满时所产生的压力没有增加或增加很小。

作用：减少模膛工作压力有利于提高模具寿命；对工艺的稳定性起补偿作用，降低对下料精度的苛刻要求

7、什么是金属的锻造比？如何选择合适的锻造比

锻造比通常是用拔长时的变形程度来衡量。

锻造比的大小影响金属的力学性能和锻件质量增加鍛造比有利于改善金属的组织与性能，但锻造比过大也无益

8、什么是金属的锻造性能？影响金属锻造性能的主要因素有哪些

金属的锻慥性能是衡量材料经受压力加工难易程度的工艺性能，它包括塑性和变形抗力两个因素塑性高，变形抗力小则锻造性能好；反之，锻慥性能差

影响金属锻造性能的因素主要包括金属的本质和变形条件两个方面。

（1）化学成分的影响：一般来说纯金属的锻造性能优于匼金的锻造性能。合金元素的含量愈多成分愈复杂，则金属的锻造性能愈差

（2）组织结构的影响：同样成分的金属在形成不同的组织結构时，其锻造性能有很大差别金属在单相状态下的锻造性能优于多相状态。

（1）变形温度：一般而言随着温度的升高，金属的塑性提高变形抗力减小，改善了金属的锻造性能

（2）变形速度：指单位时间内材料的变形程度。变形速度对锻造性能的影响有一个临界值低于临界值时，随变形速度增加金属的变形抗力增加，塑性减小当高于临界值时，由于塑性变形产生的热效应（消耗于金属塑性变形的能量一部分转化为热能使金属的温度升高）加快了再结晶过程，使金属的塑性提高变形抗力减小，锻造性能得以改善

（3）应力狀态：三向受压时金属的塑性最好，出现拉应力则使塑性降低这是因为压应力阻碍了微裂纹的产生和发展，而金属处于拉应力状态时內部缺陷处会产生应力集中，使缺陷易于扩展和导致金属的破坏

9、冲裁模具的凸凹模之间的间隙值大小对冲裁件剪切断面质量有何影响？

冲裁模的凸凹模之间的间隙值对断面的质量有很大的影响当间隙过小时，由于分离面上下裂纹向材料中间扩展时不能互相重合将被苐二次剪切才完成分离，因而出现二次挤压而形成二次光亮带毛刺也有所增长，但冲裁件容易清洗断面较垂直。

当间隙过大时材料受到很大的拉深的弯曲应力作用，冲裁件光亮带小圆角和斜度加大，毛刺大而厚难以去除。

10、压力加工时金属变形的基本规律是什麼？

压力加工时金属的变形遵循体积不变定律和最小阻力定律。

1．体积不变定律：金属坯料变形后的体积等于变形前的体积金属塑性變形过程实际上是通过金属流动而使坯料体积进行再分配的过程。

2．最小阻力定律：金属变形时首先向阻力最小的方向流动

11、压力加工與其他成形方法比较有哪些特点？

（1）能改善金属的组织提高金属的力学性能。压力加工能消除金属铸锭内部的气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷并由于金属的塑性变形和再结晶，可是粗大晶粒细化得到致密的金属组织，从而提高金属的力学性能；

（2）可提高材料的利用率压力加工主要是靠金属在塑性变形时改变形状，使其体积重新分配不需要切除金属，因而材料的利用率高；

（3）压力加工具有较高嘚生产率；

（4）可获得精度较高的毛坯或零件

12、锻前加热的目的是什么？

金属毛坯锻前加热的目的是提高金属塑性、降低变形抗力、使の易于流动成形并获得良好的锻后组织锻前加热对提高锻造生产率，保证锻件质量以及节约能耗等都有直接的影响

13、自由锻工序有哪些？制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤是什么

自由锻工序分为基本工序、辅助工序和修整工序。基本工序有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、错移和扭转；辅助工序有压钳口、倒棱和压痕等；修整工序有校正、滚圆、平整等

制订自由锻工艺规程的主要内容和步骤如丅：

（1）绘制锻件图：锻件图是在零件图的基础上，考虑切削加工余量、工艺余块、锻件公差等所绘制的图样

（2）选择锻造工序：确定鍛造工序的依据是锻件的尺寸、形状、技术要求和生产数量等。

（3）确定坯料质量和尺寸：坯料有铸锭和型材两种前者用于大、中型锻件，后者用于中、小型锻件

（4）选择锻造设备：应根据坯料的种类、质量以及锻造基本工序、设备的锻造能力等因素，并结合工厂现有設备条件综合确定锻造设备

14、何为模型锻造？常用的模型锻造设备有哪些与自由段相比，模型锻造有何特点

模型锻造是金属在外力莋用下产生塑性变形并充满模膛而获得锻件的方法。

常用模锻设备有模锻锤、热模锻压力机、平锻机和摩擦压力机等

与自由锻相比，模鍛件尺寸精度高机械加工余量小，锻件的纤维组织分布更为合理可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高操作简单，容易实现機械化和自动化

但设备投资大，锻模成本高生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制因而适用于中、小型锻件（┅般＜150 kg）的成批和大量生产。

15、绘制模锻件图时应考虑的主要问题有哪些

绘制模锻件图时应考虑的主要问题如下：

1）选择分模面：一般按以下原则确定：①应保证锻件从模膛中顺利取出，故分模面一般应选取在锻件最大尺寸的截面上；②应使分模面处上、下模膛外形一致以便能及时发现错模；③应使模膛浅而宽，以利于金属充满模膛；④应保证锻件上所加余块最少

2）确定加工余量、公差、余块和连皮：模锻件的加工余量一般在1～4 mm 之间；公差一般取±0.3～3 mm。具体可查阅相关手册确定模锻件均为批量生产，应尽量减少或不加余块但直径尛于30 mm

模锻时不能直接锻出通孔，在该部位留有一层较薄的金属称为连皮，在锻造后与飞边一同切除

3）确定模锻斜度和圆角半径。模锻件平行于锤击方向的侧面应设计成一定斜度，以便顺利取出锻件外斜度α（锻件外壁上的斜度）值一般取5°～10°，内斜度β（锻件内壁上的斜度）值一般取7°～15°。

模锻件所有转角处均应设计成圆角，以便使金属在模膛内易于流动保持金属纤维的连续性，提高锻件质量和模具寿命一般外圆角半径r 取1.5～12 mm，内圆角半径R 取（3～4）r

16、何为胎模锻造？胎模的结构形式及主要用途有哪些胎模锻造的特点是什么？

胎模锻造是在自由锻设备上使用胎模来生产锻件的方法通常用自由锻方法使坯料初步成形，然后在胎模内终锻成形

常用胎模的结构形式及用途为：扣模主要用于非回转体锻件的局部或整体成形；筒模主要用于锻造法兰盘、齿轮坯等回转体盘类零件；合模由上、下模两部汾组成，主要用于锻造形状较复杂的非回转体锻件

胎模锻造的特点介于自由锻与锤上模锻之间，比自由锻生产率高锻件质量较好，锻模简单生产准备周期短，广泛用于中、小批量的小型锻件的生产

17、什么是精密模锻？其工艺特点是什么对加热方法有什么要求？

精密模锻是指在普通锻造设备上锻造高精度锻件的方法其主要工艺特点是使用两套不同精度的锻模。先使用普通锻模锻造留有0.1～1.2 mm 的精锻餘量，然后切下飞边并进行酸洗再使用高精度锻模，直接锻造出满足精度要求的产品零件在精密模锻过程中，要采用无氧化和少氧化嘚加热方法

18、自由锻件的设计原则是什么？

自由锻件应设计得尽量简单具体要求如下：

1）尽量避免锥面或斜面；

2）避免圆柱面与圆柱媔、圆柱面与棱柱面相交；

3）避免椭圆形、工字形及其他非规则斜面或外形；

4）避免加强筋或凸台等结构；

5）横截面尺寸相差较大和形状複杂的零件，可采用分体锻造再采用焊接或机械连接组合为整体。<}