焊接技術(shù)考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在TIG焊中，若鎢極尖端呈球狀，最可能的原因是A.電流過小??B.氬氣流量過大??C.極性接反??D.鎢極直徑過粗答案：C解析：直流TIG焊時，鎢極接正（反接）會使電子從工件轟擊鎢極，產(chǎn)生大量熱量導(dǎo)致鎢極熔化形成球狀。正接時鎢極接負，熱量集中在工件，鎢極溫度低，可保持尖端。2.采用E5015焊條焊接16MnDR低溫鋼時，預(yù)熱溫度應(yīng)控制在A.不預(yù)熱??B.80℃??C.120℃??D.200℃答案：B解析：16MnDR為-40℃級低溫鋼，板厚≤32mm時，E5015低氫焊條焊前預(yù)熱80℃即可避免氫致裂紋；溫度過高會損害低溫韌性。3.激光深熔焊出現(xiàn)“小孔塌陷”缺陷，首要調(diào)整參數(shù)是A.降低焊接速度??B.提高離焦量??C.減小激光功率??D.增大側(cè)吹氣體角度答案：A解析：小孔塌陷多因焊接速度過快，熔池來不及回填孔道；適當降速可使小孔穩(wěn)定，塌陷消失。4.機器人MAG焊出現(xiàn)“咬邊”時，優(yōu)先修改的示教點是A.擺幅寬度??B.干伸長??C.電弧電壓??D.焊絲干伸長度答案：C解析：咬邊常因電壓過高、弧長過大導(dǎo)致熔池后攤；降低電壓可縮短弧長，增加母材熔深邊緣填充，消除咬邊。5.在AWSA5.1標準中，E7018焊條熔敷金屬最低抗拉強度為A.70ksi??B.72ksi??C.75ksi??D.78ksi答案：A解析：AWS采用“E”后兩位數(shù)字×103psi表示強度，70即70ksi（約480MPa）。6.等離子弧切割不銹鋼時，若切口呈“喇叭形”，應(yīng)優(yōu)先A.減小割炬高度??B.增大離子氣流量??C.降低切割電流??D.更換鉿絲答案：B解析：離子氣不足導(dǎo)致電弧挺度下降，切口下緣熔渣堆積形成喇叭口；增大氣流可提高弧柱剛度，切口垂直度改善。7.摩擦焊焊接異種鋼時，為減少金屬間化合物，最佳策略是A.提高轉(zhuǎn)速??B.增加頂鍛壓力??C.降低摩擦?xí)r間??D.采用中間層答案：D解析：中間層（如純鎳）可阻礙碳遷移與合金擴散，顯著降低脆性相生成。8.鋁/銅攪拌摩擦焊最易產(chǎn)生的缺陷是A.隧道孔??B.未焊透??C.界面脆性層??D.氣孔答案：C解析：Al-Cu易形成Al?Cu、Al?Cu?等硬脆相；工藝窗口窄，需高轉(zhuǎn)速低焊速抑制脆層。9.在ISO15614-1中，對接試板射線檢測合格等級為A.ISO5817B??B.ISO5817C??C.ISO5817D??D.ISO10675-1答案：B解析：ISO15614-1規(guī)定工藝評定的射線檢測按ISO5817的C級驗收，嚴于產(chǎn)品常用D級。10.采用雙絲埋弧焊，前絲DC正接、后絲AC，其主要目的是A.降低熔深??B.減少磁偏吹??C.增加焊速??D.改善脫渣答案：B解析：DC正接深熔，AC電弧飄移小，雙絲組合可抵消磁場干擾，避免偏吹，同時保持高熔敷效率。二、判斷題（每題1分，共10分）11.激光-MIG復(fù)合焊中，激光在前可顯著減少氣孔。??√解析：激光先導(dǎo)可提前清理母材表面氧化膜，降低氫來源；同時穩(wěn)定小孔，利于氣泡逸出。12.釬焊時，釬料熔點必須高于母材熔點。??×解析：釬焊定義即釬料熔點低于母材，潤濕鋪展而不熔化母材。13.采用脈沖MIG焊焊接薄板鋁時，脈沖頻率越高，熱輸入越大。??×解析：頻率升高但占空比下降，單脈沖能量降低，熱輸入反而減小，利于控制變形。14.電渣焊焊縫晶粒粗大，不適合要求韌性的壓力容器。??√解析：電渣焊熱循環(huán)峰值溫度高，冷卻慢，晶粒顯著粗化，需后續(xù)正火細化。15.擴散焊真空度低于10?2Pa時，鈦合金接頭易出孔洞。??√解析：殘余氧與鈦反應(yīng)生成TiO?并放出氣體，真空度不足則氣體殘留成孔。16.在窄間隙MAG焊中，焊絲直徑1.2mm時，側(cè)壁熔合不良主因是電弧電壓過低。??√解析：電壓低則弧長短，電弧無法充分擺動至側(cè)壁，形成未熔合。17.采用E308L焊條焊接304L不銹鋼，可免除焊后固溶處理。??√解析：超低碳焊條將碳降至0.04%以下，焊后不易析出Cr??C?，耐晶間腐蝕性能足夠。18.攪拌摩擦焊工具軸肩直徑越大，焊速可顯著提高。??×解析：軸肩增大導(dǎo)致摩擦熱升高，但熱輸入過高反而出現(xiàn)飛邊與減薄，需匹配最優(yōu)直徑。19.等離子弧焊的“熔透型”模式適用于3mm以上厚板開坡口對接。??×解析：熔透型（小孔型）適用于1.5-8mm一次焊透；厚板坡口需多層熔敷型。20.采用RMD（RegulatedMetalDeposition）根焊可取消背面氬氣保護。??√解析：RMD為短路過渡精細控制，根面成形好，背面氧化色輕微，可免背保。三、填空題（每空2分，共20分）21.在GMAW中，當焊絲干伸長由15mm增至25mm，電弧電壓實際值將________（升高/降低），熔深將________（增大/減?。?。答案：升高；減小解析：干伸長增加，焊絲電阻熱增大，熔化速度加快，恒壓電源自動提升電壓維持電流，弧長增加，熔深下降。22.激光焊鋁合金時，常采用________（元素）作為填充焊絲，以抑制________裂紋。答案：Sc（鈧）或Ti+Zr；結(jié)晶解析：Sc、Ti、Zr可細化晶粒，提高液膜愈合能力，降低熱裂傾向。23.埋弧焊焊劑HJ431屬于________（熔煉型/燒結(jié)型），其堿度B約為________。答案：熔煉型；0.8解析：HJ431為MnO-SiO?-CaF?熔煉焊劑，堿度B≈0.8，屬酸性，工藝性好，韌性一般。24.摩擦焊頂鍛壓力一般取材料室溫抗拉強度的________倍，碳鋼典型值為________MPa。答案：0.5-0.8；300-400解析：足夠頂鍛可擠出氧化皮與高溫塑變金屬，保證結(jié)合。25.鋁MIG焊送絲軟管應(yīng)選用________（材質(zhì)）內(nèi)襯，以減小________（現(xiàn)象）。答案：聚四氟乙烯（PTFE）或尼龍；刮絲解析：鋁絲軟易刮削，普通鋼內(nèi)襯產(chǎn)生碎屑堵塞，PTFE光滑耐磨。26.電渣焊焊劑HJ360為________（高/中/低）氟型，其作用是降低________（物）熔點，提高電導(dǎo)。答案：高；CaF?-SiO?渣解析：高氟渣熔點低、黏度小，利于熔池流動與電阻熱生成。27.擴散焊表面粗糙度Ra應(yīng)≤________μm，過高會________界面接觸率。答案：0.8；降低解析：粗糙峰減少真實接觸，需更大變形量才能閉合孔洞。28.脈沖TIG焊峰值電流與基值電流之比稱為________，常用范圍________。答案：脈沖比；3:1-5:1解析：高脈沖比保證熔深，低基值維持電弧穩(wěn)。29.激光釬焊Cu/Al時，釬料應(yīng)選________（合金），釬溫控制在________℃以下，避免________相。答案：Zn-22Al-0.05La；500；Al?Cu?解析：La微合金化改善潤濕，低溫抑制脆相。30.窄間隙MAG焊側(cè)壁不熔合臨界條件是熔寬________坡口寬度，熔池停留時間≥________s。答案：≥0.8；0.12解析：經(jīng)驗公式：t=0.12s時側(cè)壁溫度達熔點，熔寬需覆蓋80%以上。四、簡答題（每題8分，共40分）31.闡述9%Ni鋼焊接時為何選用Ni基焊材，并給出預(yù)熱與層溫控制要點。答案：9%Ni鋼為-196℃級低溫鋼，母材含Ni高，熱膨脹系數(shù)大，焊后殘余應(yīng)力高；若采用同成分鐵基焊材，焊縫金屬因Ni含量不足，低溫韌性差，且易生成馬氏體+奧氏體混合組織，導(dǎo)致低溫脆斷。Ni基焊材（如ERNiCrMo-3、ENiCrMo-6）可獲得全奧氏體焊縫，韌性好，熱膨脹系數(shù)與母材接近，降低熱裂傾向。預(yù)熱溫度≤100℃，層溫≤150℃，防止過熱晶粒粗化；采用小線能量≤15kJ/cm，多層多道，焊后無需熱處理，避免回火脆性。32.說明激光-MAG復(fù)合焊中“等離子體屏蔽”形成機理及抑制措施。答案：高功率激光作用下，金屬蒸氣電離形成高溫等離子體，其電子密度ne>1023m?3時，對激光產(chǎn)生折射與吸收，能量耦合效率驟降，稱為等離子體屏蔽。抑制措施：1）側(cè)吹氦氣，流速20-30L/min，低溫冷卻等離子體；2）采用脈沖激光，峰值功率高但平均功率低，減少持續(xù)蒸發(fā)；3）降低焦點位置，使等離子體上浮離開光路；4）MAG電弧前置，電弧風(fēng)壓吹散等離子體；5）復(fù)合角度30°-45°，避免等離子體堆積。33.對比分析FSW與FSSW（攪拌摩擦點焊）在鋁/鋼異種連接中的工藝差異。答案：FSW為連續(xù)焊縫，需考慮界面脆性層連續(xù)分布；FSSW為點連接，脆性層局域化，承載以剪切為主。FSW采用轉(zhuǎn)速800-1200rpm、焊速50-100mm/min，軸肩直徑20mm，插入深度0.2mm進入鋼側(cè)，需Ni中間層；FSSW采用轉(zhuǎn)速2000-3000rpm、下壓時間2-3s，軸肩直徑10mm，插入深度0.5mm，無需中間層，但需鍍鋅鋼表面輔助潤滑。FSW界面溫度約500℃，F(xiàn)SSW峰值溫度達600℃，需水冷夾具防止鋁側(cè)過燒。接頭強度：FSW可達180MPa（含Ni），F(xiàn)SSW點剪切力6kN/點，疲勞壽命10?次@2kN。34.給出Q345qD橋梁鋼埋弧焊H≤20mm時，防止層狀撕裂的焊接順序與工藝要點。答案：層狀撕裂源于厚度方向Z向應(yīng)力與夾雜，Q345qD要求Z35級。工藝：1）坡口設(shè)計非對稱X型，正面60°、反面40°，先焊淺側(cè)，減少角變形；2）采用低氫焊絲H10Mn2+SJ101q，擴散氫≤4mL/100g；3）預(yù)熱100℃，層溫150℃，控制t8/5在10-15s，獲得細晶鐵素體+針狀鐵素體；4）每焊兩道立即錘擊，釋放應(yīng)力；5）反面清根前UT檢測，確認無裂紋再施焊；6）整體焊后24h進行TOFD抽檢，層狀撕裂評級按GB/T11345的Ⅱ級合格。35.闡述鈦合金電子束焊“釘尖缺陷”形成原因及消除辦法。答案：鈦合金電子束焊深熔小孔底部，由于蒸汽反沖壓力不足，熔池金屬向下塌陷，冷卻時形成類似釘子的尖細縮孔，稱釘尖缺陷。原因：1）焊接速度過快，小孔尾部閉合提前；2）束流下延不足，深寬比>10時匙孔失穩(wěn)；3）鈦導(dǎo)熱慢，凝固收縮大。消除：1）降低焊速20%，使小孔尾部充分回填；2）采用掃描電子束，頻率1kHz、幅值0.5mm，攪拌熔池；3）焊后重熔一次，束流降低30%，不添絲，消除釘尖；4）背面墊銅槽，提高冷卻速度，減少收縮。五、計算題（每題10分，共20分）36.16mm厚Q355B鋼板對接，采用雙面MAG焊，坡口角度60°，鈍邊6mm，間隙1mm。已知：焊絲直徑1.2mm，干伸長15mm，電流280A，電壓30V，焊速40cm/min，焊絲熔敷系數(shù)η=0.92，密度ρ=7.85g/cm3。求單面焊道數(shù)及每道熔敷金屬截面積。解：坡口截面積A=（16-6）×（16-6）×tan30°+1×10=10×10×0.577+10=67.7mm2單根焊絲熔敷速度Vw=η×I×0.012×3600/1000=0.92×280×0.012×3.6=11.1kg/h=185g/min熔敷截面積S=Vw/(ρ×v)=185/(7.85×40/10)=5.9mm2/秒→每毫米長度熔敷5.9mm2單道熔敷高度h=5.9/坡口平均寬度≈5.9/12≈0.49mm需焊道數(shù)n=67.7/5.9≈11.5→取12道每道實際熔敷截面積=67.7/12=5.64mm2答案：12道，每道5.64mm2。37.鈦合金激光焊，功率P=4kW，焊速v=1m/min，吸收率α=0.32，熱效率η=0.85，求焊縫深寬比（已知經(jīng)驗公式：熔深h=0.78×(αηP/v)^0.67，熔寬w=0.24×(αηP/v)^0.33）。解：線能量E=αηP/v=0.32×0.85×4000/(1000/60)=65.3J/mmh=0.78×(65.3)^0.67=0.78×15.9=12.4mmw=0.24×(65.3)^0.33=0.24×4.0=0.96mm深寬比=h/w=12.4/0.96=12.9答案：12.9。六、綜合應(yīng)用題（每題15分，共30分）38.某LNG儲罐內(nèi)罐為9%Ni鋼，板厚30mm，設(shè)計溫度-170℃，要求焊縫-196℃沖擊≥70J。現(xiàn)有工藝：坡口X型，60°，采用ERNiCrMo-3φ1.2mm，TIG根道+埋弧填充，預(yù)熱80℃，層溫≤150?，線能量18kJ/cm。焊后RT發(fā)現(xiàn)密集氣孔，沖擊值僅45J。請分析缺陷原因，提出三套改進方案并對比優(yōu)劣。答案：原因：ERNiCrMo-3含Nb，與母材中的Si、C反應(yīng)生成NbC、NbN，促進氣核；埋弧焊劑SJ603含SiO?高，冶金反應(yīng)增加氣體；線能量大，冷卻慢，氣孔長大；Ni基焊縫對氫敏感，TIG根道清理不足。方案A：根道改用ERNiCrMo-4（無Nb），埋弧焊絲改用ERNiCrMo-3但降低Nb至0.1%，焊劑換SJ692（低SiO?，堿度2.2），線能量降至12kJ/cm，增加道間清理。優(yōu)點：氣孔減少，沖擊70J；缺點：焊絲需定制，成本+30%。方案B：根道改用激光-MIG復(fù)合焊，單面焊雙面成形，取消埋弧，全部采用脈沖MIG，Ar+30%He保護，線能量10kJ/cm。優(yōu)點：氣孔率<0.5%，沖擊90J；缺點：設(shè)備投資高，需專用工裝。方案C：保留