焊接技术复习题课件

焊接技术复习题课件PPT欢迎各位同学参加焊接技术复习课程本课件专为机电、材料等相关专业学生设计，旨在帮助大家系统复习焊接技术的核心知识点，为即将到来的考试做好充分准备我们将从焊接基础知识开始，逐步深入到各类焊接工艺、材料焊接性、焊接缺陷及检测方法等多个方面，并提供大量练习题和案例分析，帮助大家巩固所学知识希望通过这次复习，同学们能够全面掌握焊接技术的理论与实践知识，在考试中取得优异成绩！

一、焊接基础知识概述焊接的定义焊接的分类焊接是利用热能、压力或两者共同作用，使工件接合面形成原子间按热源分类电弧焊、气焊、电阻焊、激光焊等结合的一种连接技术它是现代工业中不可或缺的制造工艺，广泛按工艺分类熔焊、压焊、钎焊应用于船舶、航空航天、汽车、建筑等领域按自动化程度手工焊、半自动焊、自动焊、机器人焊接焊接技术在当今工业发展中扮演着至关重要的角色，随着科技进步，现代焊接技术已发展出多种高效、高质量的焊接方法，能够满足不同工业领域的特殊需求焊接基本方法分类熔焊压焊通过热源使焊接区域金属熔化，冷通过压力使焊件接触面产生塑性变却后形成焊缝典型工艺有电弧形并结合典型工艺有电阻点焊、焊、气焊、激光焊等广泛应用于摩擦焊、冷压焊等常见于汽车车造船、桥梁、压力容器等结构制身、管道连接等场合造钎焊利用熔点低于母材的金属材料（钎料）在焊件之间形成连接分为软钎焊和硬钎焊广泛应用于电子产品、热交换器等精密连接每种焊接方法都有其特定的应用场景和技术特点选择合适的焊接方法需考虑材料特性、接头要求、生产效率和经济因素等多方面因素在实际工业生产中，常常需要综合运用多种焊接方法来满足产品的质量要求熔焊基础原理熔池形成热输入概念熔池是焊接过程中形成的液态热输入是指单位长度焊缝所接金属区域，其大小、形状和流收的热量，通常以焊接电流、动性对焊缝质量有直接影响电压和焊接速度计算适当的熔池内存在复杂的物理化学反热输入确保完全熔合，过大或应，包括金属熔化、合金元素过小都会导致焊接缺陷迁移和气体溶解等过程金属熔化过程金属熔化是一个吸热过程，需克服原子间结合力在熔化过程中，金属晶格结构被破坏，原子获得更大的运动自由度，形成液态金属熔焊过程中，热量分布不均匀导致母材在熔池周围形成温度梯度，这会引起金属组织变化和热应力，是焊接变形和残余应力的主要原因掌握熔焊原理对于控制焊接质量和预防焊接缺陷具有重要意义压焊基本原理1表面清洁去除氧化膜和杂质，保证金属原子之间直接接触的可能性2塑性变形通过外力使接触表面产生塑性变形，增大接触面积，破坏表面氧化层3原子扩散在压力和温度作用下，界面原子相互扩散，形成冶金结合4完全结合界面完全消失，形成强度接近或等同于母材的连接压焊技术利用压力而非熔化来实现材料的连接，避免了熔化焊接中可能出现的热影响区问题典型的压焊工艺包括电阻点焊、电阻对焊、摩擦焊、爆炸焊接等其中电阻焊在汽车制造业应用最为广泛，每辆汽车车身通常含有数千个焊点压焊的优势在于能够连接一些熔焊困难的材料，如铝合金与钢的异种材料连接，同时焊接变形小，生产效率高钎焊原理与流程预热将工件加热至适当温度，清除表面油污和氧化物涂敷助焊剂助焊剂能溶解表面氧化物，降低钎料表面张力加热至钎料熔点钎料熔化但母材不熔化，钎料通过毛细作用充满接缝冷却与扩散钎料凝固，形成扩散过渡层，实现冶金结合钎焊是利用比母材熔点低的钎料作为填充材料，在填缝过程中母材不熔化的一种连接方法根据钎料熔点的不同，可分为软钎焊（＜450℃）和硬钎焊（＞450℃）钎焊接头的强度主要取决于扩散界面的形成质量和钎料本身的强度温度控制是钎焊成功的关键因素，过高的温度会导致钎料过度流动和母材损伤，而温度不足则会导致润湿不良和接头强度降低常用焊接设备分类弧焊设备气焊设备高能束焊接设备包括手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等设备，利用利用可燃气体与氧气混合燃烧产生的火焰作为热源，包括激光焊、电子束焊设备，能量密度高，焊缝窄电弧热源进行焊接，特点是适应性强，应用广泛设备简单，投资小，但热效率低，生产效率不高小，变形小，但设备昂贵，需要精密控制选择合适的焊接设备需考虑焊接材料、工件形状、生产批量、焊接位置等多种因素现代焊接设备向数字化、智能化方向发展，越来越多地融入计算机控制和实时监测技术，以提高焊接质量和生产效率弧焊电源种类直流电源交流电源输出恒定方向的电流，焊接过程平稳，电弧稳电流方向周期性变化，具有良好的去磁效应，定性好，适用于大多数焊接工艺适用于铝等材料焊接脉冲电源逆变电源输出脉冲电流，有利于控制熔滴过渡和熔池凝采用高频开关技术，体积小、重量轻、效率固，适用于精细焊接高，具有良好的控制特性弧焊电源的极性对焊接过程有重要影响正极性（工件连接正极）时，电子从电极流向工件，工件受热较多，熔深大；负极性时，工件连接负极，电极受热较多，熔深较小但熔敷率高现代焊接电源通常具有多种特性可调，如恒流特性适用于手工焊接，而陡降特性更适合自动化焊接电源的选择应根据焊接工艺、材料特性和操作要求进行综合考虑手工电弧焊（焊条电弧焊）℃3000+2-5mm电弧温度典型焊条直径足够熔化各种工程材料选择取决于焊接电流和母材厚度80-250A常用焊接电流范围与焊条直径相匹配手工电弧焊是最传统和应用最广泛的焊接方法之一，其设备主要包括焊接电源、电缆、焊钳和焊条焊条由芯丝和药皮组成，药皮在焊接过程中熔化形成气体保护和熔渣保护，防止熔池氧化手工电弧焊操作灵活，适应性强，可在各种位置进行焊接，特别适合户外施工和修理工作但其生产效率较低，焊接质量很大程度上取决于焊工的技术水平，对焊工技能要求较高气体保护焊（）MIG/MAG/TIG安全与质量稳定电弧，低飞溅，高质量焊缝保护气体选择惰性气体MIG/TIG或活性气体MAG送丝系统连续供应焊丝，保持稳定电弧电源系统提供稳定电流，维持焊接过程气体保护焊通过外部供应的保护气体来防止大气对熔池的污染，主要包括MIG（金属惰性气体保护焊）、MAG（金属活性气体保护焊）和TIG（钨极惰性气体保护焊）MIG/MAG采用熔化极，焊丝同时作为电极和填充金属；而TIG采用非熔化钨极，可选择是否添加填充金属保护气体的选择至关重要惰性气体（氩气、氦气）适用于对氧化敏感的材料如铝和不锈钢；活性气体（如CO₂或混合气体）成本较低，适用于碳钢焊接气体种类和流量直接影响焊缝形状、渗透深度和机械性能二氧化碳气体保护焊设备经济性保护气体成本低，设备投资适中生产效率熔敷速率高，自动化程度可调整焊接质量良好的熔深，但飞溅较多二氧化碳气体保护焊是MAG焊的一种，使用CO₂作为保护气体，是最经济的气体保护焊工艺之一其典型参数设置包括焊接电流150-350A，电弧电压18-32V，焊丝直径

0.8-

1.6mm，气体流量15-25L/minCO₂保护焊的主要优点是成本低、熔深大、焊接速度快；缺点是飞溅大、焊缝成形较差通过调整焊接参数，特别是采用脉冲电流和添加少量惰性气体形成混合气，可以有效改善焊接质量在中厚板的钢结构焊接中，CO₂保护焊是最常用的工艺之一钨极氩弧焊（）TIG工作原理TIG焊使用不熔化的钨电极，在氩气等惰性气体保护下产生电弧，熔化母材形成焊缝可选择是否添加焊丝作为填充材料电弧稳定，热输入可精确控制，适合精密焊接工作质量控制要点•钨极尖端形状与磨制方法•保护气体纯度及流量•焊枪角度与运行速度•填充焊丝的选择与添加时机TIG焊具有出色的焊缝质量控制能力，焊缝美观、无飞溅、几乎无需清理，特别适合薄板、精密零件和外观要求高的工件焊接它是铝合金、不锈钢、钛合金等特种材料首选的焊接方法埋弧焊原理与应用焊剂保护厚板焊接能力焊接过程中，电弧完全隐藏在埋弧焊可使用大电流（可达颗粒状焊剂层下，焊剂熔化形2000A），单道焊缝厚度可达成保护熔渣，有效隔绝空气，20mm，特别适合厚板焊接防止氧化，同时回收部分热多丝埋弧焊更可大幅提高焊接量，提高热效率效率和熔敷速率自动化水平埋弧焊几乎都采用自动或半自动操作，可与各种机械传动装置配合，实现高度自动化，保证焊缝质量一致性埋弧焊主要应用于造船、桥梁、压力容器等厚板平面或旋转对象的焊接，是大型结构焊接的首选工艺由于电弧被焊剂覆盖，无需防护面罩，操作环境较好，但仅适用于平位或水平位置焊接，且不适合短焊缝或复杂形状焊接激光焊与电子束焊激光焊接利用高能量密度激光束作为热源，可在大气环境中操作具有焊缝窄、热影响区小、变形小、速度快等特点适用于精密零件、薄板以及异种材料的连接电子束焊接在真空环境中，加速电子束轰击工件产生热量完成焊接具有极高的能量密度，可实现深熔透焊接，热影响区极小主要用于航空航天、核工业等高精度要求场合安全防护高能束焊接存在辐射风险，激光焊需防护眼睛和皮肤免受激光伤害；电子束焊需防护X射线辐射操作人员必须接受专业培训，严格遵守安全操作规程高能束焊接代表了焊接技术的高端发展方向，能够实现传统焊接方法难以达到的高质量和高精度要求然而，设备投资高、维护成本大、操作要求高，目前主要应用于高附加值产品的制造随着技术发展和成本降低，其应用范围正在逐步扩大气焊与氧乙炔焊金属材料焊接性综述钢铁材料铝及合金碳含量是影响焊接性的关键因素，低碳钢焊接导热性好，热裂倾向大，表面氧化膜难去除，性好，高碳钢和合金钢需采取特殊措施焊接较困难钛及特种合金铜及合金活性强，高温易吸收气体，需严格气体保护，导热性极好，热输入要求高，易产生气孔，需焊接工艺复杂良好保护材料的焊接性是指材料在特定条件下获得满足使用要求的焊接接头的能力良好的焊接性表现为焊接时不产生裂纹、气孔等缺陷；焊后接头具有良好的力学性能；焊接工艺简单，操作容易影响焊接性的主要因素包括材料的化学成分、物理性能、冶金状态以及焊接工艺条件理解不同材料的焊接特性是选择合适焊接方法和制定合理焊接工艺参数的基础，对确保焊接质量至关重要碳钢与低合金钢焊接性问题碳当量评估CE=C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Ni+Cu/15，CE值越高，焊接性越差预热处理CE

0.45时建议预热100-200℃，降低冷却速度，避免马氏体形成层间温度控制多层焊接过程中保持适当温度，避免急冷后热与热处理焊后保温降低残余应力，必要时进行应力消除退火碳钢焊接性随碳含量增加而降低，主要由于高碳含量导致焊接热循环中形成硬而脆的马氏体组织，引发冷裂纹冷裂纹通常在焊后数小时甚至数天才出现，常见于热影响区，是碳钢和低合金钢焊接中最严重的问题之一低合金钢含有Cr、Ni、Mo等合金元素，这些元素提高了钢的淬硬性，同时也增加了焊接难度合理控制焊接热输入，采用低氢焊接材料，实施必要的预热和后热处理，是确保高强度低合金钢焊接质量的关键措施铝及其合金焊接性1表面氧化膜处理铝表面易形成致密氧化膜Al₂O₃，熔点高达2050℃远高于铝的660℃，焊前必须彻底清除可采用机械清理、化学清洗或焊接时利用交流电反极性破除2热裂纹防控铝合金热裂倾向大，主要因凝固温度范围宽、收缩系数大、热传导快控制措施包括选择合适焊丝成分、控制焊缝形状、调整焊接顺序、降低约束3气孔控制铝对氢的溶解度随温度急剧变化，熔化时溶解氢气，凝固时析出形成气孔预防措施焊前彻底清洁、选用干燥焊丝、增强气体保护、提高焊接速度4合适焊接方法选择铝合金最常用的焊接方法是TIG焊和MIG焊，采用氩气保护，必要时添加氦气提高热输入脉冲电弧技术有助改善焊接质量不同铝合金的焊接性差异较大1xxx系纯铝焊接性好；2xxx系硬铝热裂敏感性高；5xxx系铝镁合金和6xxx系铝镁硅合金焊接性较好，广泛用于焊接结构；7xxx系强度高但焊接性较差不锈钢焊接性分析类型特点焊接问题解决方案奥氏体不锈钢含Cr18-25%，Ni8-20%晶间腐蚀，热裂低热输入，控制碳含量铁素体不锈钢含Cr17-27%，Ni极少晶粒粗大，韧性下降预热，控制热输入马氏体不锈钢含Cr12-18%，C

0.1%硬化开裂，脆性预热后热，退火处理双相不锈钢奥氏体+铁素体相平衡破坏控制冷却速度，填充金属选择不锈钢焊接的关键是保持其耐腐蚀性能焊接过程中，热影响区温度在500-800℃范围内停留时间过长，会导致铬与碳结合形成碳化铬析出，使晶界附近铬含量低于12%，失去耐腐蚀性，产生晶间腐蚀层间温度控制对不锈钢焊接至关重要奥氏体不锈钢应控制在150℃以下，防止热裂和晶间腐蚀；铁素体和马氏体不锈钢需保持100-200℃，防止脆性和开裂正确选择填充材料也是确保焊接质量的重要因素，通常选用比母材略高镍含量的焊材铜及合金焊接导热性挑战气孔与氧化问题铜的导热系数是钢的8倍左右，热量迅速扩散，难以局部熔化解铜在熔融状态下极易吸收氢、氧等气体，凝固时形成气孔铜还易决方法包括提高热输入、采用大功率热源、预热工件（200-与氧反应形成氧化亚铜，析出在晶界，导致热脆性必须采取强有300℃）、设计合理的焊接夹具减少热散失力的保护措施•选用氦气作为保护气体提高热输入•焊前彻底清除表面污物和氧化层•采用大直径焊丝增加电流密度•使用含脱氧元素Si、Mn、Ti等的焊材•控制焊接速度确保足够熔合•保持良好的气体保护，必要时背面也进行保护•合理控制熔池流动性，避免气体卷入不同铜合金的焊接性差异较大纯铜焊接性较差；铜锌合金黄铜中锌元素易蒸发形成气孔；铜锡合金青铜焊接性较好；铝青铜和硅青铜由于形成保护性氧化膜，焊接性比纯铜好TIG焊和MIG焊是铜及铜合金最常用的焊接方法，特别厚件可考虑电子束焊接金属熔合区与热影响区母材区未受焊接热循环影响的原始材料区域，保持原有组织结构和性能在焊接设计中，通常将母材性能作为基准，评估焊接接头的质量热影响区HAZ受焊接热循环影响但未熔化的区域，组织结构发生变化热影响区宽度与热输入成正比，通常在几毫米至数十毫米之间钢材HAZ可能出现粗晶区、细晶区、部分相变区和回火区，各区域性能各异熔合区母材与焊缝金属的过渡区域，熔合不良是主要缺陷风险点熔合区的金属学结构复杂，同时受母材和焊缝金属成分影响，往往是裂纹等缺陷的好发区域焊缝金属区完全熔化并重新凝固的区域，由焊接材料和部分母材熔化混合而成焊缝金属的结晶方向与散热条件密切相关，柱状晶往往沿热流方向生长焊接接头的性能主要取决于最薄弱环节，而热影响区常常是接头的薄弱区域高强度钢中，热影响区软化问题尤为突出；而在热处理钢中，热影响区可能出现硬化脆化现象控制焊接热输入、选择合适的焊接材料和工艺参数、必要时进行焊后热处理，是优化焊接接头组织和性能的关键措施常见焊丝与焊条材料常用保护气体分析氩气Ar惰性气体，密度大，保护效果好电离电位低，易于引弧，电弧稳定适用于铝、镁、铜、不锈钢等活性金属焊接纯氩弧较硬，焊缝渗透窄而深，但成形略凸氦气He惰性气体，密度小，保护效果较氩气差但热传导好电弧温度高，适合厚板和高导热材料焊接电离电位高，引弧困难，但焊缝宽而平价格昂贵，在北美使用较多二氧化碳₂CO活性气体，经济实惠在高温下分解释放氧，会与熔池金属发生氧化反应电弧不稳定，飞溅大，但熔深好，适合碳钢和低合金钢纯CO₂焊缝渗透深但宽度不均混合气体综合各种气体优点，如Ar+CO₂、Ar+O₂、Ar+He等Ar+1-5%O₂可改善电弧稳定性和焊缝成形；Ar+5-25%CO₂平衡了成本与质量；三元混合气可进一步优化特定性能保护气体的选择直接影响焊缝质量、外观和性能气体流量也是关键因素过低无法提供足够保护，过高则可能导致湍流吸入空气典型流量为TIG焊8-15L/min，MIG/MAG焊15-25L/min，具体需根据焊接位置、环境条件和焊炬设计调整焊接接头类型对接接头角接接头型接头T两工件在同一平面内对齐连接，承载能力好，可两工件近似90°连接，形成L形主要承受弯曲载一工件垂直于另一工件表面连接，形成T形广实现100%的接头效率适用于承受拉伸和弯曲荷，结构刚性好常用于箱体、容器等结构焊泛用于结构加强和框架制造可采用角焊或嵌入载荷的结构根据板厚不同，可采用方形坡口、缝可为一侧或双侧，厚板需开坡口确保完全熔式接头设计典型参数角焊缝尺寸通常为较薄V型坡口、U型坡口等典型参数中厚板V型坡透典型参数薄板无需坡口，厚板可采用单V板厚的

0.7倍，满足强度要求同时避免过大热输口角度60-70°，根部间隙2-3mm或双V坡口，间隙控制在1-2mm入此外还有搭接接头适合薄板连接和边接接头用于板边连接接头类型选择需考虑载荷类型、工件厚度、焊接方法和装配要求工艺参数设置要根据接头形式调整对接接头焊接电流稍高；角接和T型接头需控制热输入防止烧穿；搭接接头要注意防止板间隙过大导致熔融不足焊接接头坡口形式方形坡口型坡口型坡口型坡口V XU适用于薄板≤6mm，无需加工，最常用坡口，适用于中厚板6-双面V型，适合厚板＞20mm，适合厚板，机械加工成本高，但焊但要控制间隙1-3mm确保焊透20mm，标准坡口角度60°，根部减少焊缝金属量，降低变形，提高缝质量好，热影响小，变形少留1-3mm间隙效率坡口设计直接影响接头强度、焊接效率和成本合理的坡口设计应考虑确保足够的焊透，减少焊缝金属用量，降低焊接变形，便于焊接操作坡口角度过小会导致难以熔透和夹渣风险，过大则增加焊材消耗和变形多层多道焊技术要点焊缝质量细晶粒结构，改善韧性和塑性焊层厚度控制单层不超过母材厚度的1/3，通常3-5mm层间温度管理低合金钢控制150-250℃，不锈钢控制≤150℃层间清理彻底清除焊渣和氧化物，防止夹渣和未熔合多层多道焊是厚板焊接的主要技术，每层由一道或多道焊缝组成首道根部焊接尤为关键，需控制较小电流确保不烧穿，同时保证充分焊透后续层可使用较大电流提高效率，但必须确保与前层良好熔合焊接顺序对控制变形至关重要，常用方法包括分段退回法、跳焊法、对称焊接法等填充层和盖面层的焊接参数和操作技巧各不相同，需根据具体要求调整多层多道焊虽然工艺复杂，但能有效改善焊缝金属组织，降低残余应力，提高接头综合性能焊缝金属组织及性能熔池形成热源使金属熔化，形成熔池，内部存在强烈对流结晶起始从熔池边缘母材开始异质形核，沿热流方向生长柱状晶形成晶粒竞争生长，形成指向焊缝中心的柱状晶结构固态相变继续冷却过程中发生固态相变，形成最终显微组织焊缝金属的凝固过程是一个非平衡快速冷却过程，组织结构与铸造金属类似，但冷却速度更快影响焊缝金属力学性能的主要因素包括化学成分、冷却速度、晶粒大小、第二相分布、缺陷状况等碳钢焊缝典型组织包括铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体等，取决于冷却速度和化学成分随着合金元素的增加和冷却速度的提高，组织趋向于马氏体，硬度和强度增加，但塑性和韧性下降多层焊接中，前面的焊层会在后续焊接热循环中经历回火过程，组织和性能也随之改变常见焊接缺陷类型气孔裂纹夹渣未熔合与未焊透焊缝中的球形最危险的焊接焊缝中的非金或管状空洞，缺陷，表现为属夹杂物，主未熔合是焊缝由气体来源线性断裂分要由未清除的与母材或前道（油污、水为热裂纹（高焊渣或氧化物焊缝之间未形分、涂层）、温形成）和冷导致多发生成冶金结合的金属过热或保裂纹（室温附在多层焊接的区域未焊透护不足导致近形成）原层间或焊缝边是指对接接头主要影响疲劳因包括高约缘降低接头根部未完全焊性能和耐腐蚀束、不良化学强度，特别是透两者都显性严重时导成分、硬化组横向夹渣更为著降低接头承致泄漏典型织形成等裂危险清理不载能力，是焊气孔形式包括纹可能在焊缝彻底和操作不接应力集中弥散气孔、成内部、熔合线当是主要原源，往往导致串气孔和虫孔或热影响区出因断裂失效等现其他常见缺陷还包括咬边（母材边缘被熔化但未填充）、弧坑裂纹、表面不平（余高过大或凹陷）等预防焊接缺陷需从材料选择、接头设计、工艺参数和操作技能等多方面综合考虑裂纹缺陷防控冷裂纹在室温附近形成的延时裂纹，主要发生在热影响区•多发生于高强度钢和高碳当量材料热裂纹•马氏体组织形成是主要原因在凝固过程中

0.7熔点温度形成的裂纹，一般•焊接残余氢助推裂纹形成沿晶界产生•发生在凝固收缩期间有害元素S、P偏析处预防措施•焊缝形状深宽比大影响凝固应力分布基于裂纹形成机理的针对性措施•约束度过高增加热裂倾向•热裂纹调整化学成分，控制S、P含量•冷裂纹预热、控制层间温度、后热处理•合理焊接顺序减少约束•使用低氢焊接材料和工艺对高强度钢和低合金钢，预热是防止冷裂纹最有效的措施，通常根据材料碳当量确定预热温度预热温度越高，氢扩散速度越快，残余氢越少；同时降低冷却速度，减少马氏体形成典型预热温度范围为100-300℃，具体取决于材料和厚度焊接气孔与夹渣气孔成因分析熔池金属吸收气体后在凝固时来不及逸出夹渣成因分析非金属杂质被捕获在焊缝金属中防治措施从材料、工艺和操作三方面综合治理气孔形成的主要来源包括材料表面水分、油污和锈蚀；保护气体纯度不足或流量不当；焊接材料受潮；焊接参数不当导致保护不完善气孔形态可分为均匀分布的弥散气孔、表面的虫孔和内部的成串气孔等预防气孔的关键措施是彻底清洁工件表面；焊材使用前烘干；保护气体纯度和流量控制；适当提高焊接速度；避免过高电流导致熔池过热夹渣主要发生在多层多道焊中，由层间清理不彻底引起危害程度取决于夹渣的大小、形状、位置和分布，横向排列的夹渣危害最大防止夹渣的工艺优化建议每层焊完后彻底清除焊渣和氧化物；选择易清渣的焊接材料；合理控制焊缝几何形状，避免陡峭边缘；保持适当的焊接角度，避免熔池前堆积渣；提高焊工操作技能未焊透与未熔合原因工艺因素操作因素与质检方法未焊透和未熔合是严重影响接头强度的缺陷，两者常同时出现，但操作技术不当也是主要原因，常见问题有成因略有不同导致这些缺陷的工艺因素主要包括•焊枪角度不当，无法充分熔化接头两侧•焊接电流过小，热输入不足•电弧摆动幅度或频率不合适•焊接速度过快，单位长度热输入不足•层间清理不彻底影响熔合•电弧偏斜，能量分布不均•定位焊过多或过大影响主焊•坡口设计不合理，角度过小或根部间隙不当这类缺陷的检测方法•电极直径过大，不适合根部焊接•射线探伤显示未焊透为根部黑线•超声波检测反射波图像显示缺陷位置•破坏性试验截面金相检查直观显示预防未焊透和未熔合的关键措施是合理设计坡口形式，确保有足够的可达性；选择适当的焊接参数，特别是根部焊的电流和速度；对于厚板，考虑采用双面焊或垫板焊接；提高焊工技能，确保正确的焊枪角度和运条方法；实施有效的质量检验和监督扭曲与变形控制变形产生原因预防措施焊接热循环导致不均匀膨胀收缩，合理设计结构，减少焊接长度和焊产生内应力，引起焊件翘曲、角变缝体积；采用合适的焊接顺序，如形、纵向和横向收缩等多种形式的背对背对称焊接、跳焊法、分段退变形变形大小受热输入、约束条回法等；控制热输入，选择低热输件、材料特性和结构设计等因素影入工艺；使用固定装置增加刚性；响采用预变形技术，预先以相反方向变形矫正方法机械矫正利用压力使变形工件恢复原状，如压力矫正、辊压矫正；热矫正利用局部加热和冷却的不均匀膨胀收缩，如点热法、线热法、楔形热法等；必要时结合机械力和热处理的综合矫正方法热输入分布的控制是减少变形的关键对于厚板焊接，通常采用多层多道焊，控制单层厚度和宽度；对于薄板，可考虑采用高能量密度焊接方法如激光焊减少总热输入；双面对称焊缝设计有助于平衡变形在实际工程中，常需结合理论分析和经验数据，针对具体结构制定综合变形控制方案常用焊接工艺参数设置参数影响调整建议焊接电流熔深、熔敷率、电弧稳定性根据焊丝直径、坡口形式选择电弧电压焊缝宽度、高度、飞溅与电流相匹配，保持合适弧长焊接速度单位长度热输入、焊缝形状与电流电压配合，保证熔深极性熔深、熔敷率、热量分布DCEP适合深熔透，DCEN适合表面堆焊送丝速度熔敷率、焊缝填充与电流电压速度协调气体流量保护效果、焊缝氧化程度根据焊接方法和环境调整焊接工艺参数之间存在复杂的联动关系，需综合考虑例如，增加电流会提高熔深和熔敷率，但也会增加热输入和变形；提高电压会增加焊缝宽度但可能降低熔深；提高焊接速度会减少热输入和变形，但可能导致未熔合；改变极性会影响熱传递方向，从而影响焊缝形态参数设置应基于材料特性、接头形式、焊接位置和质量要求初始参数通常来自标准、手册或经验数据，在实际生产前应进行工艺试验验证和必要调整现代焊接设备通常提供参数记忆和程序控制功能，确保参数的一致性和可重复性焊接工艺评定试验制定评定计划明确试验范围、接头类型和试样要求焊接试板在规定工艺参数下完成试板焊接试样采取与检测按标准要求切取试样并进行检测结果分析与报告综合检测结果判断工艺是否合格焊接工艺评定是确认焊接工艺满足预期要求的系统性验证过程，评定通过后形成焊接工艺规程PQR指导生产评定试验中，焊接参数必须严格记录，包括预热温度、层间温度、焊接电流、电压、速度、热输入等根据不同标准如GB、ISO、AWS等，评定试验可能包括不同类型和数量的试样评定标准通常包括外观检查无明显缺陷；无损检测合格，缺陷在允许范围内；力学性能试验（拉伸、弯曲、冲击等）满足要求；必要时进行硬度测试、金相分析和化学成分分析评定合格的工艺参数通常有一定的适用范围，如基本参数变化±10%内，母材厚度在规定比例范围内等超出范围则需重新评定焊接接头力学性能检测拉伸试验弯曲试验冲击试验疲劳试验测定焊接接头抗拉强度，考核接头是否评价接头塑性和焊缝完整性包括正测定材料抵抗动载荷能力，尤其重要对评价接头在循环载荷下的性能，检测焊达到母材强度要求横向拉伸试验断裂弯、背弯和侧弯，弯曲角度一般要求低温服役和关键结构V型缺口试样最接接头的疲劳寿命和疲劳强度，对动载位置反映接头薄弱区域；全焊缝拉伸则180°，合格标准为弯曲外表面无裂纹或常用，测试焊缝金属和热影响区不同位结构尤其重要评估焊缝金属本身性能裂纹长度小于规定值置以确定最薄弱环节焊接接头力学性能试样类型取决于评定标准和应用要求横向拉伸试样通常为全厚度哑铃形；弯曲试样一般为矩形，厚度可能需要减薄；冲击试样标准尺寸为10×10×55mm，小尺寸试样需换算吸收能量试样的加工和取样位置需严格遵循标准规定，确保试验结果的代表性和可比性焊接金属硬度测试方法10-30kg5-100kg布氏硬度洛氏硬度标准载荷下硬质合金球压入的面积比金刚石或钢球压痕深度的相对测量

0.2-30kg

0.01-1kg维氏硬度显微硬度金刚石四棱锥压痕对角线长度计算小载荷下测量微区硬度，精度高不同硬度测试方法适用于不同场景布氏硬度适合大体积均质材料，测量准确但压痕大；洛氏硬度测试快捷、压痕小，适合现场测量；维氏硬度适用范围广，从很软到很硬的材料都适用，常用于实验室；显微硬度可测量焊缝和热影响区的硬度分布，分辨率高，适合评估微观区域硬度变化焊接接头硬度测试通常沿横截面进行，测量点包括母材、热影响区不同位置和焊缝金属淬硬性钢焊接后，热影响区硬度可能显著高于母材，是潜在的脆性区域；而对于沉淀硬化型合金，热影响区可能出现软化现象硬度测试结果常用于预估接头强度、评价冶金状态和判断冷裂倾向常用无损检测方法超声波检测UT利用超声波在材料中传播的原理，通过反射波检测内部缺陷优点是可检测较厚材料，定位精确；缺点是操作技术要求高，数据解释需经验适用于厚板对接焊缝和T型接头检测射线检测RT利用X射线或伽马射线穿透材料，在底片上形成影像优点是提供永久性记录，直观显示缺陷；缺点是辐射危害，对薄板裂纹检出率低适合中厚板对接焊缝检测磁粉检测MT利用漏磁场吸附磁粉显示表面及近表面缺陷优点是操作简单，设备便携；缺点是仅适用于铁磁性材料，深度检测能力有限主要用于表面裂纹检测渗透检测PT利用渗透液毛细作用显示表面开口缺陷优点是适用于各种材料，操作简单；缺点是只能检测表面缺陷广泛用于非铁磁性材料表面缺陷检查无损检测方法的选择应考虑多种因素材料类型（磁性/非磁性）、焊接接头类型（对接/角接/T型等）、可能的缺陷类型（裂纹/气孔/夹渣等）、检测位置（现场/工厂）和经济因素在重要结构中，通常采用多种方法互补使用，以提高缺陷检出率超声波检测原理与适用范围基本原理信号判读与局限性超声波检测基于声波在介质中传播和反射原理典型工作流程波形图解读需考虑多种因素

1.探头发射高频声波通常1-5MHz进入材料•波峰高度反射强度反映缺陷大小

2.声波在材料中传播，遇缺陷或界面反射•波峰位置时间延迟反映缺陷深度

3.反射波返回探头被转换为电信号•波形特征有助判断缺陷类型

4.检测仪器分析信号，显示波形图局限性主要包括

5.技术人员解读波形判断缺陷情况•对薄板和复杂几何形状检测困难检测方式包括脉冲反射法最常用、透射法和共振法等•粗糙表面和粗晶材料干扰声波传播•平行于声波方向的裂纹难以检出•操作人员技能要求高，解读主观性强超声波检测特别适用于厚壁结构和难以进行双面检查的焊缝，如压力容器、管道和大型结构件相比射线检测，超声波无辐射危害，可实时显示结果，对裂纹类缺陷检出率高现代相控阵超声波技术进一步提高了检测精度和可视化程度，能够生成缺陷的二维甚至三维图像，显著降低判读难度射线探伤技术射线源选择X射线管适合薄至中厚材料，能量可调或伽马射线源如Ir-

192、Co-60，适合厚材料，能量固定选择取决于材料厚度、构件位置和射线穿透能力要求曝光参数设置根据材料类型和厚度确定电压kV或伽马源活度，控制曝光时间标准通常规定最小底片黑度要求

2.0-

4.0，确保图像清晰可辨底片成像与处理射线穿过工件到达底片，缺陷处密度不同导致射线吸收差异，形成明暗对比底片需在暗室中进行显影、定影、清洗和干燥处理图像解读与评价经验丰富的人员使用观片灯，根据图像上的阴影判断缺陷类型、大小和位置，对照标准评定焊缝质量等级射线探伤的缺陷成像原理焊缝中的气孔在底片上显示为圆形或椭圆形黑点；裂纹显示为细长黑线，常不易发现；夹渣显示为不规则黑色条纹；未熔合和未焊透显示为明显的黑线，通常位于焊缝中心或边缘安全使用注意事项严格遵守辐射防护规程；划定控制区和监督区；配备辐射剂量计和防护装备；定期进行人员健康检查；设置明显警示标志；制定应急处理预案数字射线成像DR技术正逐渐取代传统胶片，具有更高效率、更低辐射剂量和数字化存档优势焊接安全与劳动防护电击防范火灾防范防护装备配置焊接电击事故危害严重，防范措施包括设备正焊接过程产生的高温、火花和熔滴易引发火灾完整的个人防护装备包括焊接面罩（防止电弧确接地；使用绝缘良好的电缆和焊钳；穿戴绝缘预防措施清除工作区域内可燃物；难以移动的辐射伤害眼睛和面部）；防护手套（耐热、绝手套和绝缘鞋；避免在潮湿环境焊接；定期检查可燃物应用防火布遮盖；配备足够的灭火器材；缘）；阻燃工作服；安全鞋；护耳器（高噪声环设备绝缘性能；安装漏电保护器；严禁带电操作设置防火监护人；焊接前检查周围环境，焊后检境）；呼吸防护装置（通风不良条件下）使用和随意更换焊条查是否有余火；禁止在易燃易爆环境焊接前应检查装备完好性焊接作业应严格遵守安全操作规程，建立健全安全生产责任制焊工必须经过专业培训并取得资格证书特殊环境（如高空、密闭空间、易燃易爆区域）焊接需办理特殊作业许可证，并配备监护人员定期的安全教育和应急演练对提高安全意识和应对突发事件能力至关重要有害气体与通风排烟典型焊接作业流程梳理前期准备资料准备（图纸、规程）、材料验证、设备检查、坡口加工、装配与固定焊接实施预热、定位焊、主焊过程（根据）、层间清理与检查、焊后处理质量检验外观检查、尺寸测量、无损检测、力学性能试验（必要时）记录与文件归档焊接记录、检测报告、质量证明文件整理与存档焊接质量控制点主要集中在关键工序材料验收环节需核查材料证明书、进行成分验证；坡口加工质量直接影响熔合情况，需控制角度和间隙；装配阶段的对中精度和间隙控制影响焊接变形；焊前预热温度需测量记录；焊接过程中的电流、电压、速度等参数需实时监控；多层焊接的层间清理和温度控制是防止缺陷的关键；焊后热处理温度曲线需严格遵循工艺要求现代焊接生产已广泛应用数字化技术进行过程监控与追溯条码或RFID标识焊件；焊接电源数据实时记录与分析；焊接机器人程序集中管理；检测结果电子化归档；全流程质量数据可追溯这些措施大大提升了焊接生产效率和质量一致性重点知识回顾练习题

（一）焊接基础知识测试参考答案

1.焊接是利用（）或（）或两者共同作用，使接合面形成原子结合的方

1.热能；压力法

2.熔焊；压焊；钎焊

2.按照工艺分类，焊接可分为（）、（）和（）三大类

3.B（电阻点焊是典型的压焊方法，利用电阻热和压力实现焊接）

3.下列属于压焊的是

4.焊缝金属区；熔合区；热影响区；母材区A.埋弧焊B.电阻点焊C.激光焊D.氩弧焊

5.金属处于液态

4.焊接接头区域可分为（）、（）、（）和（）四个区域

5.熔池是指焊接过程中（）的区域这些基础概念是理解焊接技术的关键入门知识焊接的本质是在原子尺度上形成冶金结合，而根据实现这一结合的方式不同，可分为不同的焊接类型熔焊利用热量使材料熔化再凝固；压焊利用压力产生塑性变形和原子扩散；钎焊则利用熔点低于母材的填充金属在接头间形成结合焊接接头的组织结构直接决定了接头性能其中热影响区是最复杂的区域，在这里，材料经历了复杂的热循环但未熔化，可能出现组织转变、晶粒粗化或软化等现象，往往是接头的薄弱环节，需重点关注重点知识回顾练习题

（二）焊接方法与设备考查设备应用场景判断

1.手工电弧焊中，焊条的药皮主要功能有

①稳定电弧

4.下列焊接方法中，最适合用于自动化生产线焊接碳钢

②生成保护气体

③形成保护渣

④添加合金元素

⑤清除杂厚板的是质正确的是A.手工电弧焊B.埋弧焊C.气焊D.钨极氩弧焊A.

①②③B.

②③④C.

①③④⑤D.

①②③④⑤

5.判断激光焊接适用于所有厚度的金属材料焊接（）

2.CO₂气体保护焊的主要优点是（）

6.试比较MIG焊和MAG焊的区别及各自适用范围A.飞溅小B.成本低C.适合铝焊接D.无需气体

3.简述TIG焊的工作原理及其主要特点参考答案

1.D（焊条药皮具有这五种功能）

2.B（CO₂保护焊的最大优势是气体成本低）

3.TIG焊使用不熔化的钨电极，在惰性气体保护下产生电弧熔化母材特点焊缝质量高、无飞溅、适合薄板和有色金属，但效率较低

4.B（埋弧焊适合厚板、自动化程度高、生产效率高）

5.错（激光焊适合薄板和精密焊接，对厚板穿透能力有限）

6.MIG焊使用惰性气体Ar/He，适合铝、铜等活性金属；MAG焊使用活性气体CO₂或混合气，适合碳钢和低合金钢，成本较低这部分练习题重点考查各种焊接方法的原理、特点及应用场景判断能力不同焊接方法各有优缺点，选择合适的焊接方法需综合考虑材料特性、接头要求、生产效率和经济因素例如，TIG焊虽然质量好但效率低，适合精密零件；而埋弧焊效率高但仅适用于平位焊接，主要用于大型结构重点知识回顾练习题

（三）材料焊接性考查缺陷识别•

1.碳钢焊接性主要取决于（）含量•

2.碳当量计算公式中，影响淬硬性最大的元素是•

4.射线底片上显示为圆形或椭圆形黑点的缺陷是•A.碳B.锰C.镍D.钼•A.裂纹B.气孔C.夹渣D.未熔合•

3.铝合金焊接的主要困难是

①高导热性

②表面氧化膜

③热•

5.冷裂纹主要发生在（）区域，与（）元素密切相关裂倾向

④氢气溶解度12•

6.简述未焊透的产生原因及预防措施•A.

①②B.

②③C.

①③④D.

①②③④参考答案•

1.碳•

2.A工艺参数选择•

3.D•

4.B•

7.增大焊接电流主要影响焊缝的•

5.热影响区；氢•A.宽度B.高度C.熔深D.颜色43•

6.原因电流过小、焊速过快、坡口设计不合理；预防增•

8.V型坡口的标准坡口角度通常为（）度大电流、降低速度、合理设计坡口、控制运条技术•

9.厚板多层焊接时，单层焊道厚度一般不超过（）mm•

7.C•

8.60•

9.3-5本部分练习题重点考查材料焊接性、缺陷识别与工艺参数选择的能力理解不同材料的焊接特性是选择合适焊接工艺的基础；能够正确识别和分析焊接缺陷是质量控制的关键；而对工艺参数影响的理解则有助于优化焊接过程这些知识在实际焊接操作和质量控制中具有直接指导意义重点知识回顾练习题

（四）工艺评定与检测方法安全知识考核参考答案

1.焊接工艺评定的主要目的是（）

4.焊接电击事故的主要防范措施不包括

1.验证焊接工艺满足预期要求，形成可靠的焊接工艺规程

2.焊接接头弯曲试验的合格标准通常是A.设备接地B.穿绝缘鞋C.增加焊接电流D.安装漏电保护器

2.BA.断裂强度达到母材的90%B.弯曲角度达到180°无裂纹C.硬

5.焊接作业产生的有害气体主要包括

①臭氧

②氮氧化物

③一氧

3.超声波探伤无辐射危害，可检测厚材料，定位精确，但操作度不高于350HV D.冲击功大于27J化碳

④甲烷复杂，结果解读需经验；射线探伤直观显示缺陷，有永久记录，但有辐射危害，对薄型裂纹敏感性低

3.简述超声波探伤和射线探伤在焊缝检测中各自的优缺点A.

①②③B.

①②④C.

②③④D.

①②③④

4.C

6.简述在密闭空间进行焊接作业的安全防护措施

5.A

6.密闭空间焊接安全措施通风换气设备；气体浓度检测；设置监护人；穿戴完整防护装备；配备呼吸器；制定应急预案；定时轮换作业工艺评定是确保焊接质量的关键环节，通过系统性试验验证焊接工艺的可靠性各种无损检测方法在缺陷类型识别上各有侧重，理解其优缺点有助于选择合适的检测手段焊接安全知识直接关系到人身安全和生产安全，必须引起高度重视，特别是特殊环境下的焊接作业更需严格的安全防护措施综合案例分析

（一）问题现象某压力容器焊缝在使用三个月后出现泄漏，检查发现焊缝处有裂纹2调查分析材料16MnR低合金高强度钢，壁厚25mm焊接方法手工电弧焊+半自动CO₂焊缺陷判定裂纹检测位于热影响区，呈横向分布热影响区延迟裂纹（冷裂纹），由以下因素共同导致硬度测试热影响区硬度350-380HV，明显高于母材

1.材料碳当量较高，淬硬性大

2.焊接预热温度不足整改建议

3.焊接过程中可能引入氢源

1.严格控制预热温度，提高至150-180℃

4.结构刚性大，应力集中

2.使用低氢焊接材料，并烘干处理

3.控制层间温度不低于100℃

4.焊后保温，缓慢冷却

5.必要时进行应力消除热处理本案例典型展示了高强钢焊接中常见的冷裂纹问题冷裂纹是在焊后较长时间内（数小时至数天）在室温附近形成的延迟裂纹，主要由三个因素共同作用造成硬化敏感性高的组织（马氏体）、氢的存在和高应力综合案例分析

（二）1案例背景2参数对比分析某铝合金结构件（AL5083）采用MIG焊接，焊后X射线检测发现大量气孔，焊缝强度不原工艺参数电流180-200A，电压22-24V，焊接速度40-45cm/min，纯氩气保护达标生产记录显示曾根据现场情况调整了焊接参数实际使用参数电流提高至220-240A，电压25-27V，速度减慢至30-35cm/min，保护气体流量不变3问题原因4整改措施

1.电流过高、速度过慢导致热输入过大，熔池过热

1.严格按工艺规程控制焊接参数，禁止随意调整

2.过热熔池吸收更多氢气（主要来自材料表面水分）

2.强化焊前清理，去除表面氧化膜和水分

3.电弧电压增加，保护气流量未相应调整，保护不足

3.调整保护气体配方，添加30%氦气提高热传导

4.熔池温度高导致熔体流动性过大，气体难以逸出

4.采用脉冲MIG焊减少热输入，控制熔池温度

5.增加工艺培训，提高操作人员对铝焊特性的认识这个案例反映了铝合金焊接中常见的气孔问题，以及参数调整不当造成的质量风险铝的导热性好、表面氧化膜难去除、对氢敏感等特性，使其焊接比普通钢更为复杂随意调整工艺参数，即使出于好意（如提高生产效率），也可能打破工艺平衡，导致质量问题历年考试真题精选年份高频考点题型分布难度评估2021焊接材料选择选择40%，填空30%，简答20%，综合10%中等2022焊接缺陷分析选择35%，填空25%，简答25%，综合15%中高2023无损检测方法选择30%，填空30%，简答20%，综合20%中等答题技巧1掌握核心概念，重视图形分析能力重点知识掌握材料焊接性、工艺参数、缺陷分析基础概念理解焊接基本原理、分类和术语通过分析历年考题可发现，焊接专业考试重点考查学生对焊接基本原理的理解和解决实际问题的能力理论与实践结合的题目比重逐年增加，要求学生不仅掌握理论知识，还能分析和解决焊接生产中的实际问题答题技巧方面，选择题注重排除法和关键词辨识；填空题注重概念准确性和术语规范性；简答题应点明要点，逻辑清晰；而综合分析题则需要多角度思考，既分析原因又提出解决方案考前应重点复习历年高频考点，结合实验和实习经验进行巩固复习小结与答疑复习要点备考建议提问交流本课程覆盖了焊接的基础理论、常用工艺方法、材料焊接采用知识点梳理→例题练习→错题分析→查漏补缺的在复习过程中遇到的疑难问题，可通过以下渠道解决课性、接头设计、缺陷分析与检测等核心知识复习应注重学习方法重点掌握各种焊接方法的原理与应用场景，材后与老师面对面交流；参加小组学习讨论；查阅参考书籍构建知识体系，理解各部分内容的联系，尤其是材料特性料焊接性的评价与控制，焊接缺陷的识别与防治，以及焊和标准；观看专业视频演示；参加模拟实验或操作鼓励与工艺选择、参数设置与质量控制之间的关系实践操作接质量检测与评定等内容多做习题，尤其是案例分析同学们积极提问，相互交流，共同提高经验对理解理论知识有极大帮助题，提高综合分析能力焊接技术是一门理论与实践紧密结合的学科，它不仅需要扎实的理论基础，还需要丰富的实践经验本课程的学习目的是培养具有焊接工艺设计能力、质量控制能力和问题分析解决能力的专业人才希望通过本次复习，同学们能够系统梳理焊接技术的核心知识，建立完整的知识体系，提高分析和解决实际问题的能力祝愿大家在即将到来的考试中取得优异成绩！我们随时欢迎同学们提出问题和建议，共同进步。