焊接考試考試練習(xí)題答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列焊接方法中，屬于熔焊的是（）A.電阻焊B.摩擦焊C.氬弧焊D.釬焊答案：C解析：熔焊的本質(zhì)是母材與填充金屬熔化形成熔池，冷卻后結(jié)合。氬弧焊（TIG/MIG）通過電弧熱熔化母材和焊絲，屬于熔焊。電阻焊（A）利用電阻熱壓焊，摩擦焊（B）利用摩擦熱固相連接，釬焊（D）母材不熔化僅填充金屬熔化，均不屬于熔焊。2.E4303焊條中“43”表示（）A.焊條直徑4.3mmB.熔敷金屬抗拉強(qiáng)度不低于430MPaC.焊接電流種類為交流D.焊條藥皮類型為鈦鈣型答案：B解析：焊條型號E4303中，“E”表示焊條，“43”為熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最小值（43×10MPa=430MPa），“0”表示適用位置為全位置，“3”表示藥皮類型為鈦鈣型、可交直流兩用。因此正確答案為B。3.焊接厚板時，預(yù)熱的主要目的是（）A.減少焊接變形B.提高焊縫金屬強(qiáng)度C.降低冷卻速度，防止冷裂紋D.改善焊縫成形答案：C解析：厚板焊接時，母材導(dǎo)熱快，焊縫冷卻速度高，易產(chǎn)生淬硬組織（如馬氏體），結(jié)合氫的作用易引發(fā)冷裂紋。預(yù)熱通過減緩冷卻速度（降低t8/5時間），促進(jìn)氫擴(kuò)散，減少淬硬傾向，從而防止冷裂紋。減少變形（A）主要通過合理施焊順序或反變形；提高強(qiáng)度（B）依賴焊材成分；改善成形（D）與電流電壓參數(shù)更相關(guān)。4.焊接熱裂紋的主要產(chǎn)生原因是（）A.焊縫中含氫量過高B.焊縫金屬凝固時存在低熔點共晶C.焊接速度過慢D.母材碳當(dāng)量過低答案：B解析：熱裂紋（結(jié)晶裂紋）多產(chǎn)生于焊縫凝固末期，此時晶界存在低熔點共晶（如FeS-Fe），在拉應(yīng)力作用下沿晶界開裂。氫致裂紋（冷裂紋）才與含氫量高（A）相關(guān)；焊接速度過慢（C）可能導(dǎo)致熱輸入過大，增加變形但非熱裂紋主因；碳當(dāng)量過低（D）會降低淬硬傾向，與熱裂紋無關(guān)。5.CO2氣體保護(hù)焊中，采用直流反接（焊絲接正極）的主要目的是（）A.減少飛濺B.提高熔深C.降低熔敷率D.改善焊縫成形答案：A解析：CO2焊直流反接時，焊絲為正極，陽極斑點壓力小，熔滴過渡更穩(wěn)定，飛濺量顯著減少（比正接少約1/3）。正接時焊絲為負(fù)極，陰極斑點壓力大，易產(chǎn)生大顆粒飛濺。提高熔深（B）是直流正接的特點（母材接正極，產(chǎn)熱多）；反接熔敷率更高（C錯誤）；成形改善（D）是反接的間接效果，但主要目的是減少飛濺。6.下列焊接缺陷中，屬于內(nèi)部缺陷的是（）A.咬邊B.焊瘤C.氣孔D.未熔合答案：D解析：咬邊（A）、焊瘤（B）、表面氣孔（C的一種）均為表面或近表面缺陷，可通過肉眼或滲透檢測發(fā)現(xiàn)；未熔合（D）是焊縫與母材或?qū)娱g未完全熔化結(jié)合，屬于內(nèi)部缺陷，需通過射線或超聲波檢測。7.奧氏體不銹鋼焊接時，防止晶間腐蝕的關(guān)鍵措施是（）A.提高焊接熱輸入B.控制焊縫含碳量≤0.03%C.采用大電流快速焊D.焊后不進(jìn)行熱處理答案：B解析：奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的本質(zhì)是敏化溫度（450-850℃）下，晶界析出Cr23C6，導(dǎo)致晶界貧鉻?？刂坪剂俊?.03%（超低碳不銹鋼）可減少碳化物析出，是根本措施。提高熱輸入（A）會延長敏化時間，加劇腐蝕；大電流快速焊（C）可能導(dǎo)致局部過熱；焊后固溶處理（加熱至1050-1150℃快冷）可消除貧鉻區(qū)，因此D錯誤。8.焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的主要危害是（）A.降低焊縫強(qiáng)度B.增加結(jié)構(gòu)剛性C.導(dǎo)致脆性斷裂D.提高疲勞壽命答案：C解析：殘余應(yīng)力雖不直接降低焊縫強(qiáng)度（A），但會與工作應(yīng)力疊加，使局部應(yīng)力超過材料屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展，增加脆性斷裂風(fēng)險（C正確）。殘余應(yīng)力會降低結(jié)構(gòu)剛性（B錯誤）；拉應(yīng)力會加速疲勞裂紋萌生，降低疲勞壽命（D錯誤）。9.手工電弧焊時，焊條直徑的選擇主要取決于（）A.焊縫位置B.母材厚度C.焊接電流D.焊接速度答案：B解析：焊條直徑選擇的核心依據(jù)是母材厚度：板厚≤4mm時用2.5-3.2mm焊條；4-12mm用3.2-4mm；＞12mm用4-5mm。焊縫位置（A）影響電流選擇（如立焊電流比平焊小10-15%）；電流（C）是焊條直徑確定后的參數(shù)；速度（D）由電流和焊縫要求決定。10.射線探傷（RT）適用于檢測的缺陷是（）A.表面裂紋B.內(nèi)部氣孔C.未焊透D.層狀撕裂答案：B解析：RT通過X/γ射線穿透工件，缺陷（如氣孔、夾渣）對射線吸收少，底片呈現(xiàn)黑色影像。表面裂紋（A）用滲透或磁粉檢測；未焊透（C）是面狀缺陷，RT靈敏度低于超聲波（UT）；層狀撕裂（D）多為平行于表面的裂紋，RT難以檢測。二、判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯誤打×）1.酸性焊條（如E4303）的熔渣氧化性強(qiáng)，焊縫金屬含氫量低，抗裂性優(yōu)于堿性焊條。（）答案：×解析：酸性焊條藥皮含SiO2、TiO2等酸性氧化物，氧化性強(qiáng)，焊縫含氧量高、含氫量較低（因藥皮含造氣劑），但抗裂性（尤其冷裂）不如堿性焊條（如E5015）。堿性焊條藥皮含CaCO3、CaF2，脫氧脫氮效果好，焊縫塑性、韌性更高，抗裂性更優(yōu)。2.CO2氣體保護(hù)焊的飛濺主要是由于CO2分解產(chǎn)生CO氣體，在熔滴中膨脹破裂導(dǎo)致。（）答案：√解析：CO2在高溫下分解為CO和O（2CO2→2CO+O2），O與C反應(yīng)生成CO（C+O→CO），熔滴內(nèi)部CO氣體膨脹，超過表面張力時破裂，形成飛濺。這是CO2焊飛濺的主要原因（冶金飛濺），此外還有斑點壓力引起的機(jī)械飛濺。3.焊接預(yù)熱溫度越高，越有利于防止冷裂紋，因此預(yù)熱溫度應(yīng)盡可能高。（）答案：×解析：預(yù)熱溫度需合理控制。溫度過高會導(dǎo)致熱影響區(qū)晶粒粗大，降低韌性；增加能耗和成本；甚至可能因母材與焊縫熱膨脹差異增大，反而增加殘余應(yīng)力。預(yù)熱溫度應(yīng)根據(jù)母材成分（碳當(dāng)量）、板厚、焊材含氫量等通過裂紋敏感指數(shù)（如Pcm）計算確定。4.角焊縫的計算厚度等于焊縫實際厚度。（）答案：×解析：角焊縫的計算厚度（he）是設(shè)計強(qiáng)度計算時的有效厚度，對于直角角焊縫，he=0.7×焊腳尺寸（K）；對于斜角角焊縫，需根據(jù)角度修正（如60°時he≈0.8K）。實際厚度（焊縫表面到根部的距離）大于計算厚度，設(shè)計時以he為準(zhǔn)。5.氬弧焊（TIG）采用高頻引弧時，高頻電流會干擾電子設(shè)備，因此需采取屏蔽措施。（）答案：√解析：TIG焊高頻引弧利用高頻高壓（頻率150-260kHz，電壓3000-5000V）擊穿鎢極與母材間空氣，形成導(dǎo)電通道。高頻電流會產(chǎn)生電磁輻射，干擾附近電子設(shè)備（如計算機(jī)、儀表），需通過屏蔽電纜、接地等措施減少干擾。6.焊接變形中，角變形是由于焊縫截面上下不對稱加熱，導(dǎo)致上下收縮量不同引起的。（）答案：√解析：角變形常見于對接接頭（如V形坡口），焊縫正面（坡口面）熔敷金屬多，冷卻收縮量大；背面熔敷金屬少，收縮量小，導(dǎo)致板材繞焊縫軸線旋轉(zhuǎn)，形成角變形。7.埋弧焊（SAW）適用于焊接薄板，因電弧熱量集中，熱輸入小。（）答案：×解析：埋弧焊電弧被焊劑覆蓋，熱量損失小，熱輸入大（電流可達(dá)600-1000A），主要用于中厚板（6-60mm）的長直焊縫或環(huán)縫焊接。薄板焊接易因熱輸入過大導(dǎo)致燒穿，更適合TIG或MAG焊。8.焊縫中的夾渣主要是由于焊接電流過大，熔池冷卻過快，熔渣來不及浮出。（）答案：×解析：夾渣的主要原因包括：（1）坡口清理不徹底（有氧化皮、油污）；（2）焊接電流過?。ㄈ鄢販囟鹊?，熔渣黏度大）；（3）運(yùn)條速度過快（熔渣未及時浮出）；（4）多層焊時層間清渣不凈。電流過大（A錯誤）會導(dǎo)致熔池過大，可能產(chǎn)生咬邊或燒穿，而非夾渣。9.鋁及鋁合金焊接時，采用交流氬弧焊（AC-TIG）的目的是利用陰極破碎作用去除氧化膜（Al2O3）。（）答案：√解析：Al2O3熔點（2050℃）遠(yuǎn)高于鋁（660℃），需去除才能保證熔合。交流氬弧焊中，當(dāng)工件為負(fù)極（陰極）時，正離子（Ar+）高速轟擊工件表面，擊碎氧化膜（陰極破碎效應(yīng)）；當(dāng)工件為正極時，鎢極冷卻，避免燒損。因此AC-TIG是鋁焊接的常用方法。10.焊接安全中，氧氣瓶與乙炔瓶的安全距離應(yīng)不小于5m，與明火距離不小于10m。（）答案：√解析：根據(jù)《焊接與切割安全》（GB9448-1999），氧氣瓶與乙炔瓶（或可燃?xì)怏w瓶）間距不小于5m，與明火或熱源間距不小于10m，防止氣體泄漏引發(fā)爆炸。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述焊條選用的基本原則，并舉例說明。答案：焊條選用需綜合考慮母材性能、焊接結(jié)構(gòu)特點、施焊條件及經(jīng)濟(jì)性，基本原則如下：（1）等強(qiáng)度原則（結(jié)構(gòu)鋼）：對于低碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼（如Q235、Q345），選擇熔敷金屬抗拉強(qiáng)度與母材匹配的焊條（如Q235選E43系列，Q345選E50系列）。若母材強(qiáng)度等級高但結(jié)構(gòu)不承受動載，可適當(dāng)降一級（如Q345選E4315，降低裂紋傾向）。（2）等成分原則（不銹鋼/耐熱鋼）：奧氏體不銹鋼（如06Cr19Ni10）需選擇成分匹配的焊條（如E308-16），防止晶間腐蝕；耐熱鋼（如15CrMo）需保證焊縫成分與母材相近（如R307焊條），滿足高溫性能。（3）考慮焊接位置與工藝性：全位置焊接選藥皮強(qiáng)度高、脫渣性好的焊條（如E4315堿性焊條）；平焊可選用熔敷率高的酸性焊條（如E4303）。（4）抗裂性要求：厚板、剛性大的結(jié)構(gòu)（如壓力容器）優(yōu)先選堿性焊條（低氫型，如E5015），降低氫致裂紋風(fēng)險；焊接淬硬傾向大的母材（如中碳鋼），需預(yù)熱并選低氫焊條。（5）經(jīng)濟(jì)性：在滿足性能的前提下，優(yōu)先選酸性焊條（成本低、工藝性好），如普通鋼結(jié)構(gòu)用E4303而非E5015。示例：Q345（σb=510-640MPa）厚板壓力容器環(huán)縫焊接，需全位置施焊且抗裂性要求高，應(yīng)選E5015（J507）焊條：熔敷金屬σb≥490MPa（略低于母材但匹配），低氫型藥皮減少氫含量，全位置適用，滿足安全要求。2.分析焊接應(yīng)力的產(chǎn)生原因，并說明控制焊接應(yīng)力的主要措施。答案：焊接應(yīng)力產(chǎn)生的根本原因是焊接過程中溫度分布不均導(dǎo)致的不均勻熱脹冷縮，具體可分為三方面：（1）熱應(yīng)力：焊接時焊縫及近縫區(qū)溫度高（可達(dá)1500℃），膨脹受周圍低溫金屬約束，產(chǎn)生壓應(yīng)力；冷卻時收縮受約束，轉(zhuǎn)為拉應(yīng)力（殘余應(yīng)力）。（2）相變應(yīng)力：對于有相變的材料（如中碳鋼、低合金鋼），冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體（體積膨脹），若相變不同步（先冷卻區(qū)先相變），會引發(fā)應(yīng)力。（3）約束應(yīng)力：焊接結(jié)構(gòu)剛性大（如厚板、固定接頭），焊縫收縮受外部約束（如夾具、固定支撐），無法自由變形，導(dǎo)致應(yīng)力集中?？刂坪附討?yīng)力的措施：（1）設(shè)計措施：減少焊縫數(shù)量和尺寸（避免交叉焊縫）；采用對稱坡口（減少收縮不對稱）；避免剛性過大的結(jié)構(gòu)（如用筋板代替厚板）。（2）工藝措施：-合理施焊順序：對稱施焊（如長焊縫分段退焊）、先焊收縮量大的焊縫；-預(yù)熱與緩冷：預(yù)熱降低冷卻速度（減少熱應(yīng)力），緩冷（如用石棉覆蓋）促進(jìn)相變均勻；-錘擊焊縫：在焊縫冷卻至200-300℃時用圓頭小錘錘擊，使焊縫延伸，釋放應(yīng)力；-減小熱輸入：采用小電流、快速焊（減少高溫區(qū)范圍），但需避免淬硬。（3）焊后處理：-熱處理：整體或局部退火（如550-650℃保溫），使金屬發(fā)生塑性變形，松弛應(yīng)力；-振動時效：通過機(jī)械振動使應(yīng)力集中區(qū)發(fā)生微塑性變形，降低殘余應(yīng)力。3.對比CO2氣體保護(hù)焊與手工電弧焊的優(yōu)缺點，并說明其適用場景。答案：CO2氣體保護(hù)焊優(yōu)點：（1）生產(chǎn)效率高：電流密度大（100-300A/mm2），熔敷率（15-20kg/h）是手弧焊（3-5kg/h）的3-4倍；（2）成本低：CO2氣體價格低（約為Ar氣的1/5），無需焊劑（埋弧焊需焊劑回收），綜合成本比手弧焊低30-50%；（3）抗銹能力強(qiáng)：CO2氧化性強(qiáng)，可抑制焊縫中氫的溶解（含氫量2-5mL/100g），比手弧焊（5-10mL）和埋弧焊（1-2mL）更抗銹（鐵銹含F(xiàn)eO·nH2O）；（4）焊接變形?。簾彷斎爰校訜釁^(qū)域小，適用于薄板（0.8mm以上）和中厚板；（5）全位置焊接：通過調(diào)節(jié)電源特性（如短路過渡），可實現(xiàn)平、立、仰焊。CO2氣體保護(hù)焊缺點：（1）飛濺大：冶金飛濺（CO氣體膨脹）和機(jī)械飛濺（斑點壓力）導(dǎo)致飛濺率10-30%（手弧焊＜5%）；（2）風(fēng)敏性強(qiáng)：CO2氣流易被吹散，需在防風(fēng)棚內(nèi)施焊（風(fēng)速＞2m/s需采取措施）；（3）焊縫成形差：熔滴過渡不規(guī)則時，焊縫表面易出現(xiàn)凸凹不平（手弧焊成形更光滑）；（4）設(shè)備復(fù)雜：需送絲機(jī)、氣路系統(tǒng)，維護(hù)成本高于手弧焊。手工電弧焊優(yōu)點：（1）設(shè)備簡單（僅焊機(jī)、電纜、焊鉗），靈活便攜（適合野外作業(yè)）；（2）焊縫成形好（藥皮保護(hù)穩(wěn)定，熔渣覆蓋），表面光滑；（3）適應(yīng)多種材料（從低碳鋼到不銹鋼、鑄鐵），尤其適合異種金屬焊接；（4）無氣體保護(hù)限制（可在有風(fēng)環(huán)境施焊）。手工電弧焊缺點：（1）效率低（熔敷率低），勞動強(qiáng)度大；（2）對焊工技能要求高（運(yùn)條、熔池控制需經(jīng)驗）；（3）藥皮含穩(wěn)弧劑（如鉀、鈉），焊接煙霧大（需通風(fēng)）；（4）薄板焊接易燒穿（電流調(diào)節(jié)范圍?。?。適用場景：-CO2焊：大批量生產(chǎn)（如汽車車架、鋼結(jié)構(gòu)）、中厚板長焊縫（如船舶、壓力容器）、對成本敏感的場合；-手弧焊：小批量維修（如管道補(bǔ)焊）、復(fù)雜位置（如高空、狹窄空間）、異種金屬或特殊材料（如鑄鐵）焊接。4.列舉焊縫中常見的兩種內(nèi)部缺陷（氣孔、裂紋、未熔合、夾渣等），分析其產(chǎn)生原因及防止措施。答案：以氣孔和冷裂紋為例：（1）氣孔產(chǎn)生原因：-氣體來源：母材或焊材表面有油污、銹跡（含H2O、CxHy），焊接時分解出H2、CO；CO2氣體不純（含水分或空氣），或保護(hù)氣流量不足（空氣侵入）；-冶金因素：熔池金屬脫氧不足（如酸性焊條脫氧劑少），F(xiàn)eO與C反應(yīng)生成CO（FeO+C→Fe+CO↑）；-工藝因素：焊接速度過快（熔池冷卻快，氣體來不及逸出），電流過?。ㄈ鄢販囟鹊?，黏度大），電弧過長（空氣侵入）。防止措施：-焊前清理：去除母材坡口及兩側(cè)20mm內(nèi)的油、銹、水分（用鋼絲刷、丙酮清洗）；-控制焊材質(zhì)量：焊條按規(guī)定烘干（如堿性焊條350-400℃×1-2h），CO2氣體純度≥99.5%（使用前放氣排水）；-調(diào)整工藝參數(shù)：采用短弧焊（電弧長度≤焊條直徑），適當(dāng)降低焊接速度，增大電流（提高熔池溫度）；-優(yōu)化保護(hù)：CO2焊氣流量15-25L/min，風(fēng)速＞2m/s時加擋風(fēng)板。（2）冷裂紋（氫致裂紋）產(chǎn)生原因：-氫的存在：焊材含氫量高（如酸性焊條未烘干），母材表面水分分解出H2，熔池凝固時氫向熱影響區(qū)（HAZ）擴(kuò)散聚集；-淬硬組織：母材碳當(dāng)量高（如中碳鋼、低合金高強(qiáng)鋼），冷卻速度快（t8/5＜10s），HAZ生成馬氏體（硬脆組織）；-應(yīng)力集中：焊接殘余應(yīng)力、結(jié)構(gòu)剛性大（如厚板接頭）或缺口（如咬邊）導(dǎo)致局部應(yīng)力超過材料強(qiáng)度。防止措施：-降低氫含量：使用低氫焊材（如E5015），嚴(yán)格烘干焊條（堿性焊條350℃×2h），CO2焊用脫氧焊絲（如H08Mn2SiA）；-控制冷卻速度：預(yù)熱（如16MnR預(yù)熱100-150℃），減緩t8/5時間（延長至20-30s），避免馬氏體生成；-減少應(yīng)力：合理設(shè)計接頭（避免剛性過大），采用小熱輸入（減少熱應(yīng)力），焊后緩冷（用石棉覆蓋）；-焊后處理：立即進(jìn)行消氫處理（300-400℃×2h），促進(jìn)氫擴(kuò)散；或整體熱處理（600-650℃退火），消除殘余應(yīng)力。四、計算題（10分）某Q235鋼（σs=235MPa，許用應(yīng)力[σ]=160MPa）的T形接頭，采用雙面角焊縫連接，焊腳尺寸K=8mm，承受靜載拉力F=200kN。試校核該焊縫的強(qiáng)度是否滿足要求（角焊縫計算厚度he=0.7K，焊縫有效長度L=300mm）。解答：（1）計算焊縫有效承載面積A：雙面角焊縫，每面焊縫的計算厚度he=0.7×8=5.6mm，有效長度L=300mm（需扣除起弧收弧影響，本題假設(shè)已修正）?？偝休d面積A=2×he×L=2×5.6mm×300mm=3360mm2。（2）計算焊縫承受的應(yīng)力σ：σ=F/A=200×103N/3360mm2≈59.5MPa。（3）校核強(qiáng)度：焊縫許用應(yīng)力[σ]（角焊縫取母材許用應(yīng)力的0.8-1.0倍，Q235取[σ]=160MPa）。σ=59.5MPa＜[σ]=160MPa，因此焊縫強(qiáng)度滿足要求。五、實操題（20分）模擬板對接平焊（10mm厚Q235鋼板，V形坡口，鈍邊1mm，間隙3mm）的焊接操作，簡述具體步驟及關(guān)鍵注意事項。操作步驟及注意事項：1.焊前準(zhǔn)備（1）坡口加工：用氧乙炔或等離子切割加工V形坡口（角度60±5°），鈍邊1mm（防止燒穿），間隙3mm（保證根部熔透）；（2）清理：用鋼絲刷清除坡口及兩側(cè)20mm內(nèi)的油、銹、氧化皮（露出金屬光澤），避免氣孔；（3）裝配與定位焊：將兩板對齊，錯邊量≤1mm（≤10%板厚）；定位焊采用φ3.2mmE4303焊條，電流100-120A，焊點長度10-15mm，間距100-150mm（防止變形）；（4）選擇焊材與設(shè)備：焊條選用E4303（φ4mm），焊機(jī)為BX3-300交流弧焊機(jī)，電流160-180A（平焊電流公式I=（35-55）×d，d=4mm時I=140-220A，取中間值），電弧電壓22-24V。2.焊接過程（1）引?。涸谄驴趦?nèi)引?。ū苊庠?/p>