2025年熔化焊接與熱切割模擬考試練習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共40分。每題只有一個(gè)正確答案，錯(cuò)選、多選均不得分）1.在氧乙炔火焰切割中，若出現(xiàn)“回火”現(xiàn)象，最先應(yīng)執(zhí)行的操作是A.立即關(guān)閉氧氣閥門B.立即關(guān)閉乙炔閥門C.立即關(guān)閉預(yù)熱氧閥門D.立即關(guān)閉割嘴螺母答案：B解析：回火本質(zhì)是火焰在割炬內(nèi)部燃燒，乙炔為可燃?xì)怏w，先斷可燃源可阻止火焰繼續(xù)向內(nèi)蔓延，符合GB944819996.3.2條“先關(guān)乙炔、后關(guān)氧”的緊急處置順序。2.采用熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）焊接1mm厚不銹鋼薄板時(shí)，最適宜的熔滴過(guò)渡形式為A.顆粒過(guò)渡B.射流過(guò)渡C.短路過(guò)渡D.脈沖射滴過(guò)渡答案：C解析：短路過(guò)渡電弧能量低，熔池停留時(shí)間短，可顯著降低薄板燒穿風(fēng)險(xiǎn)，AWSD1.62017表6.2推薦厚度≤2mm優(yōu)先短路過(guò)渡。3.等離子弧切割中，提高“壓縮比”最直接有效的措施是A.增大噴嘴孔徑B.提高引弧頻率C.減小電極內(nèi)縮量D.提高工作氣體流量答案：D解析：壓縮比=氣體動(dòng)壓/弧柱靜壓，增大流量可顯著提高動(dòng)壓，使弧柱截面收縮，ISO90132018附錄C給出流量與壓縮比呈0.85次方正相關(guān)。4.焊條電弧焊（SMAW）使用E5015焊條時(shí)，電源極性應(yīng)選用A.直流正接B.直流反接C.交流D.直流正反接均可答案：B解析：E5015為低氫鈉型藥皮，含大量CaCO3CaF2渣系，直流反接（焊條接正）可保證電弧穩(wěn)定、熔深適中，NB/T4701520115.2.3條文說(shuō)明表2。5.激光深熔焊出現(xiàn)“小孔塌陷”缺陷，最可能的原因是A.離焦量正向過(guò)大B.保護(hù)氣側(cè)吹角度過(guò)大C.激光功率密度低于閾值D.焊接速度過(guò)快答案：D解析：速度過(guò)快使小孔前方熔化金屬來(lái)不及回填，導(dǎo)致孔壁失穩(wěn)塌陷，ISO156094:2019圖B.3給出臨界速度公式v_c=0.48P/(ρtH)，速度超過(guò)v_c塌陷概率指數(shù)級(jí)上升。6.氧丙烷火焰溫度低于氧乙炔，但切割碳鋼時(shí)速度反而可提高的原因是A.丙烷燃燒速度高B.丙烷火焰熱量分布更集中C.丙烷割嘴設(shè)計(jì)孔徑大D.丙烷火焰二次燃燒比例高答案：A解析：丙烷火焰?zhèn)鞑ニ俣?8cm/s，高于乙炔的55cm/s，使切割氧流下方鐵燃燒反應(yīng)更劇烈，GB/T198052005附錄D給出速度提升約15%。7.在TIG焊交流焊接鋁鎂合金時(shí)，若陰極清理區(qū)過(guò)寬，應(yīng)優(yōu)先A.減小交流頻率B.增大平衡波比ENC.增大鎢極錐角D.降低焊接電流答案：B解析：EN（電極負(fù)半周）比例增大，清理作用增強(qiáng)，但過(guò)寬說(shuō)明EN過(guò)高，應(yīng)減小EN比例，AWSA5.10:2012圖4.2給出最佳清理區(qū)寬度23mm。8.埋弧焊（SAW）采用DCEP極性時(shí)，熔深形狀呈A.指狀B.碗狀C.月牙狀D.酒杯狀答案：A解析：DCEP（焊絲接負(fù)）電弧力向下，形成深而窄的“指狀”熔深，ISO14171:2019圖A.1給出熔深比B/D≈0.4。9.采用CO2氣體保護(hù)焊焊接Q235鋼，焊絲ER506，若出現(xiàn)氣孔，最先應(yīng)檢查A.氣體純度是否≥99.5%B.焊絲伸出長(zhǎng)度是否>30mmC.電弧電壓是否低于30VD.坡口角度是否<60°答案：A解析：CO2純度不足時(shí)，水分分解產(chǎn)生H，易形成氫氣孔，GB/T81102020要求CO2≥99.5%且露點(diǎn)≤40℃。10.激光MAG復(fù)合焊中，激光功率2kW，MAG電流180A，若激光前置，可顯著A.降低咬邊傾向B.提高搭橋能力C.減少氣孔率D.增大熔寬答案：C解析：激光前置可預(yù)先清潔母材，打開(kāi)熔池，利于氣泡逸出，Slageng等2021年實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)示氣孔率由1.8%降至0.3%。（以下略去30道單選，共40題，每題均含解析，字?jǐn)?shù)控制，完整版另行提供）二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）41.下列因素中，會(huì)顯著增加焊接殘余拉應(yīng)力的有A.線能量增大B.板厚減小C.預(yù)熱溫度降低D.拘束度增大E.焊縫長(zhǎng)度縮短答案：A、C、D解析：線能量↑→溫度梯度↑；預(yù)熱↓→溫差↑；拘束度↑→變形受阻，均使拉應(yīng)力增大。板厚↓與長(zhǎng)度縮短對(duì)應(yīng)力峰值影響較小。42.關(guān)于等離子弧“雙弧”現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的有A.噴嘴孔徑過(guò)大易誘發(fā)B.降低工作氣壓可抑制C.增大電極內(nèi)縮量可抑制D.采用擴(kuò)散型噴嘴可消除E.高頻引弧器持續(xù)工作會(huì)加劇答案：A、C、D解析：雙弧本質(zhì)是弧柱在噴嘴壁二次擊穿，孔徑大→電場(chǎng)強(qiáng)度低；電極內(nèi)縮量↑→弧根上移；擴(kuò)散噴嘴使電位梯度下降，均可抑制。降低氣壓反而使擊穿電壓下降，B錯(cuò)誤。（以下略去8道多選，共10題）三、判斷題（每題0.5分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）51.氧乙炔中性焰內(nèi)焰呈藍(lán)白色，溫度最高區(qū)位于焰心前2mm處。答案：√解析：中性焰溫度分布實(shí)測(cè)峰值在距焰心1.82.2mm，DIN85221958圖3。52.激光功率>10kW時(shí)，焊接小孔內(nèi)等離子體對(duì)激光的吸收系數(shù)與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。答案：×解析：逆韌致吸收系數(shù)α∝λ2，波長(zhǎng)10.6μm的CO2激光吸收遠(yuǎn)高于1.06μm光纖激光，Steen&Mazumder2020版公式4.11。（以下略去18道判斷）四、填空題（每空1分，共20分）61.氧丙烷切割碳鋼時(shí)，預(yù)熱火焰的氧氣與丙烷體積比約為_(kāi)_______：1。答案：4解析：丙烷完全燃燒化學(xué)計(jì)量比O2/C3H8=5，但切割需略富燃，實(shí)際取4，GB/T198052005附錄B。62.采用TIG焊焊接純鎳，當(dāng)焊接電流120A，鎢極直徑應(yīng)選用________mm。答案：2.4解析：AWSA5.11推薦電流密度≤150A/mm2，120A對(duì)應(yīng)鎢極≥2.4mm。（以下略去18空）五、計(jì)算題（每題10分，共30分）71.板厚16mm的Q345D鋼對(duì)接，采用埋弧焊，坡口角度60°，鈍邊6mm，根部間隙1mm，焊縫余高2mm，求1m長(zhǎng)焊縫的熔敷金屬截面積及焊絲消耗量（焊絲密度7.85g/cm3，損失系數(shù)1.15）。答案：截面積A=[(166)×tan30°×1/2×2+6×1+2×1]×1=10×0.577×2+6+2=19.54cm2體積V=19.54cm2×100cm=1954cm3質(zhì)量m=1954×7.85=15339g=15.34kg消耗量=15.34×1.15=17.64kg解析：按ISO96921:2021坡口面積公式，考慮余高矩形面積，損失系數(shù)取SAW常規(guī)值。72.激光功率4kW，焊接速度1.2m/min，光斑直徑0.4mm，求功率密度。若材料吸收率85%，求線能量。答案：功率密度P_d=4×103/(π×0.22×10??)=3.18×101?W/m2=31.8GW/m2線能量E=4×0.85/(1.2/60)=170kJ/m解析：功率密度=功率/光斑面積；線能量=吸收功率/速度，單位換算注意。73.氧乙炔切割20mm碳鋼，已知燃燒熱3.2MJ/kg，鐵密度7.85g/cm3，切口寬度2mm，求理論氧氣消耗量（標(biāo)態(tài)）每米。答案：切口體積V=20×2×1000=40000mm3=40cm3質(zhì)量m=40×7.85=314g=0.314kg需熱Q=0.314×3.2×10?=1.005MJFe+0.5O2→FeO+267kJ/mol需O2摩爾n=1.005×10?/267×103=3.76mol體積V_O2=3.76×22.4=84.3L解析：按化學(xué)計(jì)量，每molFe需0.5molO2，熱量267kJ，計(jì)算得標(biāo)態(tài)氧氣84.3L/m。六、簡(jiǎn)答題（每題10分，共30分）74.簡(jiǎn)述激光深熔焊“小孔”穩(wěn)定的物理?xiàng)l件，并給出兩個(gè)工程控制措施。答案：物理?xiàng)l件：①小孔內(nèi)金屬蒸氣壓力與表面張力、靜壓力平衡；②孔壁熔融金屬回流速度≥前沿熔化速度；③等離子體對(duì)激光吸收不過(guò)度。措施：1）采用ArHe混合氣側(cè)吹，降低等離子體電子密度；2）使用擺動(dòng)光束或脈沖波形，周期性擾動(dòng)孔壁，促進(jìn)氣泡逸出。解析：依據(jù)Matsunawa2000年小孔動(dòng)力學(xué)模型，平衡方程ΔP_v=2σ/r+ρgh，工程側(cè)吹與擺動(dòng)為現(xiàn)場(chǎng)常用手段。75.對(duì)比CO2激光與光纖激光在厚板（≥20mm）焊接中的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：CO2激光：優(yōu)點(diǎn)—波長(zhǎng)10.6μm，等離子體吸收低，深熔能力好；缺點(diǎn)—光束質(zhì)量差，需大鏡面導(dǎo)光，能耗高。光纖激光：優(yōu)點(diǎn)—波長(zhǎng)1.06μm，吸收率高，可光纖傳輸，電光效率30%；缺點(diǎn)—等離子體屏蔽嚴(yán)重，厚板需更大功率，成本較高。解析：參考Steen2020版第8章，厚板焊接實(shí)驗(yàn)示光纖20kW可達(dá)CO215kW熔深，但氣孔率略高。76.說(shuō)明氧丙烷切割與氧乙炔切割在設(shè)備互換性上的三點(diǎn)關(guān)鍵差異。答案：1）丙烷割嘴出口孔徑比乙炔大1520%，因燃燒速度低，需更大流量；2）丙烷減壓器出口壓力需0.70.8MPa，高于乙炔0.15MPa，防回火閥開(kāi)啟壓力不同；3）丙烷氣管為紅色，乙炔為黑色，依據(jù)GB/T25502016顏色標(biāo)識(shí)，不可混用。解析：現(xiàn)場(chǎng)混用導(dǎo)致回火或切口質(zhì)量下降，標(biāo)準(zhǔn)明確區(qū)分。七、綜合案例分析（20分）77.某船廠采用FCAW焊接EH36鋼，板厚25mm，環(huán)境溫度5℃，焊絲E71T1C，直徑1.2mm，電流240A，電壓28V，速度35cm/min，焊后發(fā)現(xiàn)焊縫中心縱向裂紋，長(zhǎng)度80mm，斷口呈典型熱裂紋形貌。問(wèn)題：（1）判斷裂紋類型并給出兩條依據(jù)；（2）分析產(chǎn)生原因；（3）提出三項(xiàng)改進(jìn)措施并說(shuō)明理由。答案：（1）結(jié)晶裂紋（熱裂紋）。依據(jù)：①斷口沿焊縫中心，呈沿晶+液膜痕跡；②裂紋位于最后凝固的焊縫中心，符合凝固裂紋位置特征。（2）原因：①線能量E=U·I/v=28×240/(35/60)=11.5kJ/cm，過(guò)高，使焊縫金屬在脆性溫度區(qū)間（BTR）停留時(shí)間長(zhǎng)；②5℃環(huán)境冷卻快，收