2025年高級電焊工理論試題（附答案）一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.低合金高強鋼（σs=600MPa級）焊接時，為防止冷裂紋產(chǎn)生，最關鍵的工藝控制參數(shù)是（）。A.層間溫度不低于150℃B.熱輸入控制在15-25kJ/cmC.焊后立即進行300-350℃后熱D.采用低氫型焊條答案：C（冷裂紋敏感系數(shù)高時，后熱可有效擴散氫，降低殘余應力，比單純控制熱輸入更關鍵）2.奧氏體不銹鋼（304L）與Q345R異種鋼焊接時，正確的填充材料選擇原則是（）。A.選用與Q345R匹配的低合金鋼焊條B.選用含Ni量高于母材的不銹鋼焊條（如E309L）C.選用與304L成分一致的E308L焊條D.選用鎳基合金焊條（如ERNiCr-3）答案：B（異種鋼焊接需抑制熔合區(qū)增碳層，含Ni量高于母材的焊條可提高抗裂性，E309L含Cr、Ni更高，適合過渡層）3.埋弧焊焊接12mm厚Q235鋼板，雙面焊對接接頭，正確的規(guī)范參數(shù)組合是（）。A.焊絲直徑4mm，焊接電流500A，電弧電壓30V，焊速40cm/minB.焊絲直徑3mm，焊接電流600A，電弧電壓38V，焊速30cm/minC.焊絲直徑5mm，焊接電流450A，電弧電壓25V，焊速50cm/minD.焊絲直徑4mm，焊接電流650A，電弧電壓36V，焊速25cm/min答案：A（12mm板雙面焊需保證熔深，4mm焊絲匹配500A電流、30V電壓，熱輸入約500×30/(40×60)=6.25kJ/cm，符合Q235焊接要求）4.TIG焊焊接鈦合金時，保護氣體純度必須達到（）。A.99.5%B.99.9%C.99.99%D.99.999%答案：C（鈦合金對O、N、H敏感，純度低于99.99%會導致氧化變色，降低塑性）5.焊接熱循環(huán)中，對焊縫金屬組織影響最大的參數(shù)是（）。A.加熱速度B.峰值溫度C.800-500℃冷卻時間（t8/5）D.室溫以上停留時間答案：C（t8/5直接決定相變產(chǎn)物，如馬氏體、貝氏體生成量，是控制焊接接頭性能的核心參數(shù)）6.評定CO2氣體保護焊焊接工藝時，若采用實芯焊絲ER50-6，當板厚從8mm增加到20mm時，需重新進行工藝評定的關鍵因素是（）。A.焊絲直徑由1.2mm改為1.6mmB.保護氣體流量從20L/min調整為25L/minC.焊接位置由平焊改為立焊D.預熱溫度從50℃提高到80℃答案：C（根據(jù)NB/T47014標準，焊接位置改變屬于重要因素，需重新評定；焊絲直徑、氣體流量、預熱溫度在允許范圍內(nèi)調整可不重新評定）7.某壓力容器環(huán)焊縫X射線檢測發(fā)現(xiàn)長條狀夾渣，最可能的產(chǎn)生原因是（）。A.焊接電流過大B.層間清根不徹底C.電弧電壓過低D.焊速過慢答案：B（長條狀夾渣多因前道焊縫熔渣未清除干凈，殘留于層間）8.鋁合金MIG焊時，采用交流電源的主要目的是（）。A.減少鎢極燒損B.清理氧化膜（陰極破碎作用）C.提高熔深D.穩(wěn)定電弧答案：B（鋁合金表面氧化膜（Al2O3）熔點高，交流正半波陰極破碎可清除氧化膜，反半波減少鎢極燒損）9.焊接殘余應力對結構的主要危害是（）。A.降低抗拉強度B.引起應力腐蝕開裂C.增加焊接變形量D.提高疲勞強度答案：B（殘余拉應力與腐蝕性介質共同作用易引發(fā)應力腐蝕；殘余應力不改變材料強度，會降低疲勞強度，與變形量無直接因果關系）10.評定焊接材料代用時，若將E5015焊條改為E5016焊條，需重點驗證的性能是（）。A.熔敷金屬擴散氫含量B.焊縫沖擊韌性C.焊條熔敷效率D.焊縫表面成形答案：A（E5015為低氫鈉型（直流反接），E5016為低氫鉀型（交直流兩用），擴散氫含量差異可能影響冷裂紋敏感性）11.窄間隙埋弧焊與常規(guī)埋弧焊相比，最顯著的優(yōu)勢是（）。A.降低熱輸入B.減少填充金屬量C.提高焊接速度D.改善焊縫成形答案：B（窄間隙坡口角度?。ㄍǔ?-8°），截面積小，填充金屬量可減少30%-50%）12.焊接1Cr18Ni9Ti不銹鋼時，為防止晶間腐蝕，正確的工藝措施是（）。A.采用大電流快速焊B.焊后進行1050-1100℃固溶處理C.層間溫度控制在200℃以上D.選用含C量0.08%的焊條答案：B（晶間腐蝕因敏化溫度（450-850℃）停留導致Cr23C6析出，固溶處理可使碳重新溶入奧氏體；應采用小電流、快速焊減少高溫停留時間）13.等離子弧焊接不銹鋼薄板（1mm）時，應選擇的工作模式是（）。A.穿透型等離子弧焊（小孔效應）B.熔透型等離子弧焊（無小孔）C.微束等離子弧焊（電流＜30A）D.聯(lián)合型等離子弧焊答案：C（1mm薄板需精確控制熱輸入，微束等離子弧電流?。ㄍǔ?.1-30A），電弧挺度好，適合薄板焊接）14.評定焊接工藝時，若試件經(jīng)560℃×2h消除應力熱處理，合格后的工藝可用于（）。A.所有需要焊后熱處理的產(chǎn)品B.熱處理溫度不超過560℃、時間不超過2h的產(chǎn)品C.熱處理溫度550-570℃、時間1-3h的產(chǎn)品D.任何熱處理規(guī)范的產(chǎn)品答案：B（根據(jù)NB/T47014，焊后熱處理的溫度和時間范圍需與評定試件一致，超出范圍需重新評定）15.焊接低合金高強鋼時，若焊縫出現(xiàn)延遲裂紋，最有效的補救措施是（）。A.立即進行100-150℃保溫緩冷B.對裂紋區(qū)域進行局部預熱至200℃C.清除裂紋后重新焊接，焊后立即后熱D.提高焊接電流增加熔深答案：C（延遲裂紋需徹底清除（用碳弧氣刨或砂輪打磨至無裂紋），重新焊接時嚴格控制預熱、層溫和后熱）16.二氧化碳氣體保護焊焊接Q345鋼，當保護氣體中混入1%氧氣時，最可能出現(xiàn)的問題是（）。A.焊縫增氫B.熔滴過渡不穩(wěn)定C.焊縫氧化增硅D.電弧電壓升高答案：C（O2與熔池中的Si、Mn反應，生成SiO2、MnO，導致焊縫Si、Mn燒損，嚴重時形成氧化夾雜）17.焊接銅及銅合金時，最容易出現(xiàn)的缺陷是（）。A.冷裂紋B.氣孔（氫氣孔）C.未熔合D.咬邊答案：B（銅導熱性好，熔池冷卻快，氫在液態(tài)銅中溶解度大、固態(tài)中溶解度小，析出形成氣孔）18.評定焊工技能時，板對接試件（12mm厚）橫焊位置考試，合格的焊縫余高應控制在（）。A.0-3mmB.1-4mmC.2-5mmD.不超過母材厚度的30%答案：A（根據(jù)TSGZ6002標準，板對接橫焊余高≤3mm，且不低于母材表面）19.某管道環(huán)焊縫（φ325×10mm，20G鋼）采用氬電聯(lián)焊（氬弧焊打底+焊條電弧焊填充蓋面），正確的焊接順序是（）。A.從6點位置起弧，向上焊至12點B.從12點位置起弧，向下焊至6點C.從3點和9點位置同時起弧，對稱焊向6點和12點D.從6點位置起弧，分兩個半圈向上焊至12點答案：D（管道環(huán)焊通常采用對稱焊或分段退焊，氬弧焊打底時從6點（仰焊位）起弧，分左右兩個半圈向上焊接至12點（平焊位），減少變形和應力）20.焊接結構疲勞強度主要取決于（）。A.焊縫金屬的抗拉強度B.焊接接頭的應力集中程度C.焊后消除應力處理效果D.焊接材料的沖擊韌性答案：B（疲勞裂紋多起源于應力集中區(qū)（如咬邊、未熔合、焊縫余高突變處），降低應力集中是提高疲勞強度的關鍵）二、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.焊接熱輸入越大，焊縫冷卻速度越慢，因此所有鋼材焊接時都應盡量增大熱輸入。（）答案：×（低合金高強鋼、不銹鋼等對熱輸入敏感，過大熱輸入會導致晶粒粗大、軟化或敏化，需控制在合理范圍）2.預熱可以降低焊接冷卻速度，因此預熱溫度越高越好。（）答案：×（預熱溫度過高會導致熱影響區(qū)晶粒粗化，降低韌性，應根據(jù)鋼材成分、板厚、拘束度確定合理預熱溫度）3.CO2氣體保護焊可以焊接有色金屬（如鋁、銅）。（）答案：×（CO2氧化性強，有色金屬易氧化，需用惰性氣體（Ar）保護，如MIG焊）4.埋弧焊焊劑粒度越細，焊縫脫渣性越好。（）答案：×（焊劑粒度過細會增加電阻，導致電弧電壓不穩(wěn)定，脫渣性主要與焊劑成分（如SiO2、CaO含量）和焊縫成形有關）5.焊接殘余變形可以通過火焰矯正消除，因此焊接結構設計時無需控制變形。（）答案：×（火焰矯正會改變材料性能，增加成本，設計時應通過合理坡口、焊接順序、反變形等措施控制變形）6.奧氏體不銹鋼焊接時，采用小電流、快速焊可以減少晶間腐蝕傾向。（）答案：√（快速焊減少焊縫在敏化溫度區(qū)間的停留時間，降低Cr23C6析出量）7.評定焊接工藝時，試件的焊接位置與產(chǎn)品一致即可，試件厚度無需覆蓋產(chǎn)品厚度范圍。（）答案：×（根據(jù)NB/T47014，試件厚度需覆蓋產(chǎn)品厚度（如試件厚度12mm可覆蓋產(chǎn)品厚度6-24mm），超出范圍需重新評定）8.氫致裂紋（冷裂紋）只在焊后立即出現(xiàn)，因此焊后24小時檢測無裂紋即可認為合格。（）答案：×（冷裂紋具有延遲性，部分裂紋可能在焊后數(shù)天甚至數(shù)月出現(xiàn)，重要結構需焊后48小時（某些鋼種72小時）后檢測）9.等離子弧的溫度（15000-30000℃）遠高于普通電?。?000-8000℃），因此更適合焊接高熔點材料。（）答案：√（等離子弧能量集中、溫度高，適合焊接鎢、鉬、鈦等高熔點金屬）10.焊接接頭的沖擊韌性試驗應取焊縫中心、熔合線、熱影響區(qū)（粗晶區(qū)）三個位置的試樣。（）答案：√（沖擊韌性需評價焊縫、熔合線及熱影響區(qū)最薄弱區(qū)域（通常為粗晶區(qū)）的性能）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述低合金高強鋼（σs≥500MPa）焊接時熱影響區(qū)軟化的產(chǎn)生原因及預防措施。答案：（1）產(chǎn)生原因：低合金高強鋼通常經(jīng)調質處理（淬火+回火），焊接時熱影響區(qū)部分區(qū)域（回火區(qū)）被加熱至Ac1以下（500-700℃），原回火馬氏體或貝氏體組織發(fā)生回復，碳化物聚集長大，導致硬度和強度下降（軟化）。（2）預防措施：①選擇合適的焊接熱輸入：避免過小熱輸入（冷卻快，易產(chǎn)生馬氏體）或過大熱輸入（高溫停留時間長，軟化區(qū)寬度增加）；②控制層間溫度：避免層間溫度過高（加劇回火軟化）；③采用焊后熱處理：對要求高的構件，焊后進行重新調質處理（淬火+回火）恢復性能；④優(yōu)化母材成分：選擇含V、Nb、Ti等碳化物形成元素的鋼材，通過析出強化抑制軟化。2.說明焊接接頭中未熔合缺陷的產(chǎn)生原因及檢測方法。答案：（1）產(chǎn)生原因：①焊接參數(shù)不當：電流過小、焊速過快，電弧熱量不足；②坡口設計不合理：坡口角度過小、鈍邊過厚、根部間隙過小；③操作問題：焊條/焊絲角度不正確、電弧偏吹、層間清理不徹底（氧化皮、熔渣阻礙熔合）；④母材表面狀態(tài)：油污、銹跡未清除，影響熔池與母材結合。（2）檢測方法：①射線檢測（RT）：未熔合在底片上呈現(xiàn)為連續(xù)或斷續(xù)的黑線，邊界清晰，寬度較窄；②超聲波檢測（UT）：反射波高且尖銳，探頭移動時波幅變化明顯；③磁粉檢測（MT）：適用于表面或近表面未熔合，顯示為連續(xù)的磁痕；④滲透檢測（PT）：表面開口的未熔合可顯示為紅色滲透液痕跡。3.比較焊條電弧焊與熔化極氣體保護焊（MAG）在焊接不銹鋼時的優(yōu)缺點。答案：（1）焊條電弧焊優(yōu)點：①設備簡單，靈活方便，適合野外或空間受限位置焊接；②熔池保護靠藥皮分解氣體，對環(huán)境風速（≤2m/s）要求低；③可通過藥皮過渡合金元素，調整焊縫成分。缺點：①焊接效率低（熔敷率約60%-70%），需頻繁更換焊條；②熱輸入較大（電流受焊條直徑限制），易導致晶間腐蝕；③焊縫成形依賴焊工技能，質量穩(wěn)定性較差。（2）MAG焊（Ar+CO2）優(yōu)點：①焊接效率高（熔敷率＞90%），適合長焊縫連續(xù)焊接；②熱輸入可控（通過調節(jié)電流、電壓、焊速），可減少敏化時間；③焊縫成形均勻，飛濺較少（采用混合氣體）；④自動化程度高，適合批量生產(chǎn)。缺點：①設備復雜，需氣體保護系統(tǒng)，對環(huán)境風速（≤1.5m/s）敏感；②不銹鋼MAG焊需使用專用焊絲（如ER308L），成本高于焊條；③薄板焊接時易燒穿（需精確控制熱輸入）。4.簡述焊接殘余應力的分類及消除方法。答案：（1）分類：①按應力作用方向：縱向應力（平行焊縫）、橫向應力（垂直焊縫）、厚度方向應力（板厚＞30mm時顯著）；②按產(chǎn)生原因：熱應力（不均勻加熱冷卻）、組織應力（相變體積變化）、約束應力（結構剛性限制變形）。（2）消除方法：①熱處理法：整體或局部退火（如低碳鋼600-650℃，保溫后緩冷），通過原子擴散松弛應力；②機械法：錘擊焊縫（每層焊后錘擊，消除層間應力）、噴丸處理（表面產(chǎn)生壓應力抵消拉應力）；③振動時效：通過機械振動使金屬內(nèi)部位錯運動，釋放應力；④溫差拉伸法：對焊縫兩側加熱（約200℃），利用溫差產(chǎn)生拉伸塑性變形，降低殘余應力；⑤設計優(yōu)化：減少剛性約束，采用對稱坡口、合理焊接順序（如分段退焊、對稱焊），降低應力集中。5.說明鋁合金TIG焊時“陰極破碎”現(xiàn)象的原理及工藝控制要點。答案：（1）原理：當采用交流TIG焊時，負半波（工件為負極）電子向工件高速運動，撞擊工件表面的氧化膜（Al2O3，熔點2050℃），將其擊碎并蒸發(fā)（陰極破碎作用），露出清潔的鋁表面，便于熔池與母材結合。（2）工藝控制要點：①電源極性：必須采用交流電源（如方波交流焊機），正半波（鎢極為負極）減少鎢極燒損，負半波實現(xiàn)陰極破碎；②電流波形：方波交流可調節(jié)正負半波時間比（如正半波占60%-70%），平衡鎢極燒損與破碎效果；③氬氣純度：≥99.99%，雜質（O2、H2O）會削弱陰極破碎作用，增加氧化；④電弧長度：保持短?。?-5mm），增強電子撞擊能量，提高破碎效率；⑤焊接速度：不宜過快（＜60cm/min），確保氧化膜充分清除；⑥焊前清理：徹底清除母材表面氧化膜（用鋼絲刷或化學腐蝕），減少對陰極破碎的依賴。四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某公司承接一臺Q345R（16MnR）制壓力容器（直徑2000mm，壁厚25mm），環(huán)焊縫采用埋弧焊（焊絲H08MnA，焊劑SJ101），焊后X射線檢測發(fā)現(xiàn)大量條蟲狀氣孔（沿焊縫長度方向分布，直徑0.5-2mm）。請分析可能的產(chǎn)生原因，并提出整改措施。答案：（1）原因分析：①焊劑烘干不足：SJ101為中錳中硅中氟焊劑，吸濕性強，若烘干溫度（300-400℃）不夠或時間不足（2h），焊劑中水分分解產(chǎn)生H2，溶入熔池形成氫氣孔；②焊絲表面污染：H08MnA焊絲表面有油污、銹跡（Fe3O4·nH2O），焊接時分解出H2O和CxHy，增加熔池氫含量；③焊接速度過快：焊速＞50cm/min時，熔池結晶速度大于氣體逸出速度，氣體來不及上浮形成氣孔；④焊劑覆蓋厚度不當：覆蓋過?。ǎ?0mm）導致空氣侵入，N2溶入熔池形成氮氣孔；覆蓋過厚（＞40mm）阻礙氣體逸出；⑤電弧電壓過高：電壓＞36V時，電弧過長，空氣卷入熔池，增加N、O含量；⑥母材表面狀態(tài)：Q345R鋼板坡口附近有油、銹未清除，焊接時分解產(chǎn)生氣體。（2）整改措施：①嚴格控制焊劑烘干：SJ101焊劑使用前350℃×2h烘干，隨用隨取，暴露時間≤4h；②清理焊絲和母材：焊絲用砂紙打磨至金屬光澤，坡口兩側20mm范圍內(nèi)用丙酮除油，鋼絲刷清除氧化皮；③優(yōu)化焊接參數(shù)：電流600-650A，電壓30-34V，焊速35-45cm/min（熱輸入約600×32/(40×60)=8kJ/cm）；④調整焊劑覆蓋厚度：保持25-30mm，確保電弧被完全覆蓋又不阻礙氣體逸出；⑤增加焊前預熱：板厚25mm，Q345R碳當量（Ceq=C+Mn/6+Cr/5+Mo/5+V/5≈0.42%），預熱80-120℃，降低冷卻速度，促進氣體逸出；⑥焊后緩冷：用石棉布覆蓋焊縫，緩冷至室溫，減少氣孔形成。2.某核電站主管道（材料為Z2CND18-12N奧氏體不銹鋼，壁厚40mm）需進行現(xiàn)場焊接，設計要求焊縫需滿足-196℃低溫沖擊韌性（AKV≥47J），且晶間腐蝕試驗（ASTMA262E法）合格。請制定焊接工藝方案，包括焊接方法、材料選擇、參數(shù)控制及質量保證措施。答案：（1）焊接方法選擇：采用TIG焊打底+MIG焊填充蓋面（或窄間隙TIG焊）